論110kv輸電線路接地極銹蝕的解決新方法

李海濤

[摘 要]輸電線路是實現(xiàn)電力運輸?shù)闹饕M成部分，由于管理不善以及線路材質(zhì)屬性的影響，目前輸電線路的接地板銹蝕現(xiàn)象相對嚴(yán)重。

[關(guān)鍵詞]110kv輸電線路；接地極銹蝕；解決新方法

接地極是電力安全運輸?shù)幕颈Ｕ?，電力運輸過程中，由于電流量高，所以在雷雨天氣極容易遭受雷擊，損壞電器設(shè)備，帶來電路故障，影響電力輸送的安全和穩(wěn)定。接地極與大地相連，能夠及時將多余的電流通過大地疏導(dǎo)，降低雷擊故障發(fā)生概率。

我國鹽漬土分布范圍很廣，覆蓋了熱帶和寒溫帶、濱海和內(nèi)陸、低地和高原地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，全國約有3693萬km2現(xiàn)代（活化）鹽漬土，而西北地區(qū)就占60%左右，其中與灌溉有關(guān)的土壤鹽漬化面積達(dá)200萬km2，近70%位于西北地區(qū)。

一、工程概況

本工程鹽漬土為鹽化草甸土和鹽化荒漠土，以硫酸鹽和氯化物為主。分布于本段線路全段。沿線地層為粉土（Q4al+h），含有粉砂團結(jié)塊、粘性土團塊，上部有少量結(jié)晶鹽顆粒。層厚一般15～20.0m，地下水位埋深為0.8m～2.8m。

水流是使鹽類遷移和重新分布的另一因素。地表和地下水將其流動過程中所溶解的鹽帶到底凹處，有時還形成較大的鹽湖。根據(jù)新頒電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》6.1.6款的要求，接地裝置的防腐蝕設(shè)計，在計及腐蝕影響后，接地裝置的設(shè)計使用年限，應(yīng)與地面工程的設(shè)計使用年限相當(dāng)。

以往接地裝置接地電阻計算時，并不考慮桿塔基礎(chǔ)自身的接地作用，因此即便接地裝置失效，基礎(chǔ)本身仍能起接地的作用。而當(dāng)基礎(chǔ)本身與周圍環(huán)境隔離形成絕緣體時，非但不能提供附加的接地作用，反而對接地裝置有了更高的要求，因為一旦接地裝冒失效，當(dāng)沖擊電壓到來而無處釋放時，有可能導(dǎo)致基礎(chǔ)防腐層 的電氣擊穿，進而使防腐層失去防腐作用。

二、土壤的性質(zhì)及腐蝕特點

土壤是由各種顆粒狀的礦物質(zhì)、有機物質(zhì)及水分、空氣和微生物等組成的多相并且具有生物學(xué)活性和離子導(dǎo)電性的多空的毛細(xì)管膠體體系。它含有固體顆粒如砂、灰、泥渣和腐植土，在這個體系中有許多灣彎曲曲的微孔（毛細(xì)管），水分和空氣可以通過這些微孔到醛土壤深處。土壤中的水分有些與土攘的組分結(jié)合在一起，有些緊緊粘附在固體顆粒的周圍，有些可以在微孔中流動。鹽類溶解在這些水中，土壤就成了電解質(zhì)。土壤的導(dǎo)電性與土壤的空隙度、土壤的含水量及含鹽量等各種因素有關(guān)。土壤越干燥，含鹽量越少，其電阻越大；土壤越潮濕，含鹽量越多，電阻就越小。干燥而少鹽的土壤電阻率可高達(dá)10000Ω.m，而潮濕多鹽的土壤電阻率可低于500Ω.m。一般來說，土壤的電阻率可以比較綜合性地反映某一地區(qū)的土壤特性。土壤電阻率越低，土壤腐蝕越嚴(yán)重。金屬材料在土壤中發(fā)生點腐蝕與土壤電阻率的關(guān)系如下；低碳鋼在電阻率為100Ω.cm～2000Ω.cm土壤中的點腐蝕速率為2.5mm/a；在電阻率為2000Ω.cm～10000Ω.cm土壤中的點腐蝕速率為2mm/a。通過《巖土工程勘察報告》中的“水質(zhì)腐蝕性分析判定”和“土壤腐蝕性分析”，本工程綜合判定為重腐蝕區(qū)段，其特征為含鹽堿量較高，腐蝕性較強，需進行防腐。

三、接地極腐蝕調(diào)研

1.埋設(shè)于山區(qū)的接地極，由于巖石較多，土壤電阻率高，接地射線長、伸展范圍大加之地形復(fù)雜，施工難度大，如缺少必要的監(jiān)督或監(jiān)督不嚴(yán)，會造成部分施工人員為了保證工程進度而忽視施工質(zhì)量的現(xiàn)象，接地裝置施工時不能按照設(shè)計圖紙施工，致使留下先天性隱患。腐蝕情況就越加嚴(yán)重。

2.平原地區(qū)的土壤受PH值、雜散電流、化學(xué)方應(yīng)、電阻率和微生物作用的影響極大。由于土壤介質(zhì)具有多相性、不均勻性等特點，所以除了有可能生成和金屬組織的不均一性有關(guān)的腐蝕微電池外，還由于土壤介質(zhì)的宏觀不均一性所引起的腐蝕宏電池。后者在構(gòu)成土壤腐蝕中往往起著更大的作用。土壤介質(zhì)的不均一性主要是由于土壤的透氣性不同引起的。在不同的透氣條件下氧的滲透速度變化幅度很大，強烈地影響著和不同區(qū)域土壤接觸的金屬各部分的電位，這是促使建立氧濃差腐蝕電池的基本因素。接地引下線由地面深入地下03～0.8m，其接觸的土壤電解質(zhì)含量是不同的，含氧率最低的在最下端，電極電位為負(fù)，發(fā)生腐蝕較嚴(yán)重，因而接地體引下線水平體腐蝕最為嚴(yán)重。

3.影響接地體腐蝕的因素： 接地體腐蝕的誘發(fā)因素性質(zhì)不一，通常來說主要與土壤的構(gòu)成因素相互關(guān)系，土壤透氣性高，含水量高，則腐蝕性相對較強，此外，鹽堿地較之普通土壤的腐蝕程度也相對較高。雖然不同因素的影響程度不一，但是不同因素之間相互關(guān)聯(lián)，相互作用，在制定接地體防腐舉措時，需要對其進行綜合考量。

（1）孔隙度：透氣性較好的石渣土、風(fēng)化石等粗粒、無黏性土壤中接地網(wǎng)腐蝕程度較輕，在密不透氣的黏土中，卻發(fā)生著嚴(yán)重的腐蝕，且黏性越大腐蝕越嚴(yán)重。這是因為在氧濃差電池的作用下，透氣性差的區(qū)域?qū)⒊蔀殛枠O而發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。透氣性良好的土壤中，更容易生成具有保護能力的腐蝕產(chǎn)物層，阻礙金屬陽極的溶解，圓鋼腐蝕速度變慢。

（2）含水量：土壤中含水量對腐蝕影響很大。土壤中的水分對金屬溶解的離子化過程和土壤電介質(zhì)的離子化過程多是必要的影響因素。當(dāng)土壤含水量很高時，飽和度大于95%，氧的擴散受到阻礙，腐蝕減輕。隨著含水量的減少，飽和度在10～91%氧易于擴散，腐蝕度增加。當(dāng)飽和度降到10%以下，氧的擴散滲透又呈現(xiàn)急速下降趨勢，腐蝕速度又急速下降。當(dāng)含水量為零時，氧的擴散滲透速度又趨近于零，基本無腐蝕。

（3）其它因素：鹽是主要的導(dǎo)體，因此在鹽堿地等含鹽量相對較高的土壤之中，導(dǎo)電性越高，腐蝕想象也越嚴(yán)重。

（4）微生物：在缺氧的土壤條件下，入密實、潮濕的黏土深處，有利于某些微生物的生長，它們的活動可能引起很強的腐蝕。

四、治理方式方法探討

由于土壤成分的改造成本極高，因此從經(jīng)濟的角度出發(fā)，對于接地極腐蝕現(xiàn)象的處理工作，應(yīng)該從接地極的保護層面著手，由于接地極多是鋼筋材料屬性，因此，通過表面鍍鋅能夠起到降低腐蝕發(fā)生概率的效果，但是經(jīng)濟成本高，操作復(fù)雜，目前的應(yīng)用范圍有限。

1.普通塑料管覆蓋在鋼筋外層，可以起到一定的防腐蝕效果。傳統(tǒng)的接地極防腐措施主要是利用普通塑料管保護，雖然能夠起到一定的緩解作用，但是成效不大?；旧显谑褂靡荒曛螅拥貥O又發(fā)生了不同程度的腐蝕現(xiàn)象，這主要是由塑料管連接部位導(dǎo)致而成的。各連接部位存在空隙，空氣沿著空隙進入管道內(nèi)部，加速了接地極的腐蝕，為此，科研人員需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上研發(fā)全新的防腐材料。

2. 工業(yè)用熱縮管覆蓋在接地鋼筋外層與桿塔連接。熱縮管的使用主要是利用隔絕空氣的原理而成，熱縮管包裹后的接地極與外部空氣隔絕，水分無法到達(dá)，延緩了腐蝕發(fā)生的速度，經(jīng)過調(diào)研人員的科學(xué)實驗，我們發(fā)現(xiàn)保護過的接地極基本在兩年內(nèi)沒有受到腐蝕影響，這樣，接地極的使用壽命將會提高，使用周期也會延長，更新?lián)Q代周期相應(yīng)延長，也降低了電力線路的安全隱患。由于工業(yè)用熱縮管的成本低，且該種保護措施操作簡單，目前嗲你系統(tǒng)主要采取改種保護手段。

五、結(jié)語

綜上所述，由于輸電線路的腐蝕現(xiàn)象對電力系統(tǒng)的輸電功能產(chǎn)生較大的影響，不僅降低了電力系統(tǒng)輸電的穩(wěn)定性，也增加了危險性，為此，科研人員經(jīng)過不斷的理論研究和實踐探索已經(jīng)發(fā)明了若干相應(yīng)的預(yù)防和挽救措施，電力系統(tǒng)的工作人員需要在此基礎(chǔ)上，結(jié)合具體的輸電環(huán)境科學(xué)合理的進行選擇，確保電力輸送的穩(wěn)定與安全。