淺談農(nóng)村供電設(shè)備接地裝置的腐蝕及防腐對策

賀剛

【摘 要】防雷裝置的防護(hù)效果很大程度上取決于接地裝置的效果，而接地裝置又因各種原因容易被破壞，尤其是腐蝕的破壞。本文討論接地裝置發(fā)生腐蝕的環(huán)境、原因、機(jī)理和容易發(fā)生腐蝕的部位及其危害性，提出防止接地裝置（接地體和接地線）腐蝕的具體措施。

【關(guān)鍵詞】接地裝置腐蝕；腐蝕機(jī)理；防腐措施

0.前言

接地裝置長期處在地下，特別是土壤電阻率低的地方，如潮濕且含有一些可溶的電解質(zhì)，酸、堿、鹽等成分的地方。這些水分和電解質(zhì)對接地裝置會產(chǎn)生腐蝕，極大地影響裝置的使用壽命。腐蝕會造成接地網(wǎng)局部斷裂，接地線與接地網(wǎng)脫落，形成嚴(yán)重的接地隱患或構(gòu)成事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，每年都發(fā)生因接地裝置腐蝕造成接地電阻超標(biāo)，甚至斷裂使一些設(shè)備“失地”的情況。防雷設(shè)備和電力設(shè)備“失地”會造成嚴(yán)重后果，使防雷設(shè)備失去作用，在接地短路故障發(fā)生時，使局部電位升高造成反擊，使事故擴(kuò)大。因而對接地裝置的腐蝕問題必須認(rèn)真對待，并采取切實(shí)可行的防腐措施。

1.接地裝置腐蝕環(huán)境和腐蝕部位

（1）接地裝置的腐蝕環(huán)境。接地裝置的腐蝕環(huán)境主要分為大氣腐蝕和土壤腐蝕兩種。大氣腐蝕主要涉及接地引線和電纜溝內(nèi)的均壓帶，土壤腐蝕主要涉及各種垂直和水平接地體。

（2）接地裝置容易發(fā)生腐蝕的部位。接地裝置容易發(fā)生腐蝕的部位主要有：設(shè)備接地引線及其連接螺母；各焊接處；電纜溝內(nèi)的均壓帶；水平接地體。這些部位既有大氣腐蝕的環(huán)境，又有土壤腐蝕的環(huán)境。

2.接地裝置的腐蝕原因

接地裝置的腐蝕原因是多方面的，主要為電化學(xué)腐蝕，又為吸氧腐蝕為主，在一些工業(yè)污染嚴(yán)重的場所，如有害氣體及酸、堿存在的場所，還會有嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕。

接地裝置腐蝕原因大致可歸納為以下幾種情況：

（1）土壤腐蝕性強(qiáng)，特別的在偏酸性的土壤、風(fēng)化石土壤和砂質(zhì)土壤中，最易發(fā)生吸氧腐蝕。各種高山微波站、轉(zhuǎn)播臺等接地網(wǎng)的腐蝕就屬于典型的吸氧腐蝕。

（2）接地體采用再生鋼材，這樣的鋼材由于雜質(zhì)超標(biāo)，在地下易發(fā)生電偶電池腐蝕。這在許多地網(wǎng)改造工程中，由于施工單位偷工減料，建筑單位監(jiān)督不力又不進(jìn)行防雷工程驗(yàn)收的情況下易發(fā)生。

（3）使用了腐蝕性較強(qiáng)的降阻劑，特別是一些化學(xué)降阻劑。由于降阻劑含有大量的無機(jī)鹽，加速了接地體的電化學(xué)腐蝕。一些固體降阻劑也由于膨脹系數(shù)與鋼接地體不一致，經(jīng)過一定的時間后由于熱脹冷縮等原因降阻劑與接地體產(chǎn)生縫隙，產(chǎn)生了腐蝕電位差，加速了接地體的腐蝕。

（4）屬于施工方面的原因有：①接地體埋深不夠，上層土壤含氧率較高，吸氧腐蝕快；②用沙子，碎石和建筑垃圾作回填土，增大了回填縫隙，使空氣容易滲透，加速吸氧腐蝕；③焊接頭存在虛焊、假焊現(xiàn)象，對焊接頭沒有做防腐處理；④接地引線沒采取過渡防腐措施，沒有刷防腐漆；⑤擴(kuò)大地網(wǎng)時，把新地網(wǎng)接到原地網(wǎng)的電纜溝，或把設(shè)備的接地線接到電纜溝的均壓帶，而電纜溝的均壓帶又無定期防腐處理，焊接頭腐蝕斷開造成地網(wǎng)支解。

3.接地裝置防腐措施

3.1接地極防腐措施

（1）正確選用接地體用材、埋深和采取優(yōu)質(zhì)施工工藝。為了防止接地體腐蝕，選用材料很關(guān)鍵，一般不要使用再生鋼。接地體的埋深一定要達(dá)到0.6m以上，并用細(xì)土回填，分層夯實(shí)，不要用碎石和建筑垃圾回填。對焊接頭的焊口長度，焊接質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān)，不能有虛焊、假焊現(xiàn)象。對焊口要刷防銹漆進(jìn)行處理。施加降阻劑防腐劑要均勻，不要有脫節(jié)現(xiàn)象，對施加降阻劑和不施加降阻劑的地方要刷防銹漆進(jìn)行過渡，防止因電位不同引起的電化學(xué)腐蝕。

（2）用性能優(yōu)良的高效降阻劑。高效降阻劑是一種新型降阻劑材料。性能優(yōu)良的降阻劑具有穩(wěn)定的化學(xué)性能，對接地金屬無腐蝕作用，同時還能保護(hù)金屬不受腐蝕?！督底鑴┘夹g(shù)條件》規(guī)定，在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)中表面腐蝕率應(yīng)不大于0.03mm/年，在埋地的金屬腐蝕試驗(yàn)中表面平均腐蝕率應(yīng)不大于0.05mm/年。降阻劑呈弱堿性，且降阻劑漿料在24小時內(nèi)能完全凝固。從化學(xué)角度看，一方面，降阻劑呈弱堿性對接地體有一定的保護(hù)作用；另一方面凝固后的降阻劑將成為金屬電極的固體保護(hù)層，以隔離土壤中腐蝕液體的侵入。

（3）陰極保護(hù)法。陰極保護(hù)法是通過對被保護(hù)金屬（如接地網(wǎng)的普通碳鋼）進(jìn)行外加陰極極化來防止金屬腐蝕的方法。陰極保護(hù)可通過兩種方法實(shí)現(xiàn)，一是犧牲陽極法；二是外加電流法。犧牲陽極法簡單易行，它是在被保護(hù)的接地網(wǎng)上連接電位更負(fù)、更容易腐蝕的金屬或合金（如鎂及鎂合金陽極、鋅合金陽極），靠陽極的腐蝕溶解達(dá)到保護(hù)陰極（接地網(wǎng)）的目的。外加電流法（亦稱強(qiáng)制電流法）是利用外加直流電源，將被保護(hù)的接地網(wǎng)與電源的負(fù)極連接，使接地網(wǎng)變成陰極而極化，從而達(dá)到防止金屬腐蝕的目的。兩種陰極保護(hù)方式各有特點(diǎn)，它們在接地網(wǎng)的保護(hù)中得到了成功的應(yīng)用。陰極保護(hù)要根據(jù)土壤特性（主要是土壤電阻率，其次是土壤的PH值、含水率、透氣性）、接地網(wǎng)的總表面積、總的保護(hù)電流來設(shè)計(jì)。但無論采取何種陰極保護(hù)方式，都應(yīng)使接地網(wǎng)的陰極電位≤-850mV（相對Cu/CuSO4飽和電液），或者使接地網(wǎng)的自然腐蝕電位負(fù)移（250-300）mV，不小于100mV。只有接地網(wǎng)的陰極極化電位得到保證，才能有效地防止金屬的腐蝕。接地網(wǎng)的最小保護(hù)電流強(qiáng)度一般在10mA/m2-100mA/m2之間。接地網(wǎng)實(shí)施陰極保護(hù)時整個地網(wǎng)不需要使用降阻劑，但埋設(shè)犧牲陽極或輔助陽極的地方需要化學(xué)填實(shí)包或碳素回填料，以降低陽極的接地電阻。接地網(wǎng)防腐采用陰極保護(hù)后一般可以延長使用壽命25年-30年。

3.2接地線的防腐措施

接地線最容易發(fā)生的腐蝕部位是從地下與水平接地體連接處直到地面上1m處，因?yàn)榇颂幗拥匾戮€經(jīng)過兩種不同的腐蝕環(huán)境，腐蝕電位不同，特別容易發(fā)生因電位不同而引起的電化學(xué)腐蝕。采取的措施是從地下與水平接地體連接處開始刷瀝青漆或防銹漆，直到地上與設(shè)備連接處，并定期進(jìn)行維護(hù)。