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电力线路接地网腐蚀分析及防护途径肖尧

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：肖尧

[导读] 摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，电力工程建设越来越多。接地网金属部分由于长埋地下，土壤的化学腐蚀是主要安全隐患，接地网被腐蚀后会引起导体间接触障碍，严重时可能发生断裂，造成接地电阻增大，无法正常泄流，导致安全事故的发生。

        身份证号码：1301051988****0933
        摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，电力工程建设越来越多。接地网金属部分由于长埋地下，土壤的化学腐蚀是主要安全隐患，接地网被腐蚀后会引起导体间接触障碍，严重时可能发生断裂，造成接地电阻增大，无法正常泄流，导致安全事故的发生。由此可见，及时掌握接地网腐蚀情况是解决接地网故障的有效途径之一。本文主要立足于电力线路接地网腐蚀情况，针对影响电力线路接地网腐蚀的具体因素以及相关防护途径问题进行统筹规划与合理分析，以期可以为相关人员提供一定的借鉴价值。
        关键词：电力线路；接地网；腐蚀问题；防护途径
        引言
        长期以来，输电线路接地装置通常采用扁钢、圆钢、镀锌钢、铜、铜覆钢等金属材料作为接地主材，然而此类材料存在的主要问题为抗腐蚀性不足。扁钢、圆钢的抗腐蚀性差；相对于圆钢而言，镀锌钢的抗腐蚀性有所加强，但仍存在较为明显的腐蚀现象；铜、铜覆钢材料的抗酸性和抗腐蚀性能较差。随着我国经济快速发展，特高压输变电承担着越来越重要的角色，接地网作为变电站保护设备的重要组成部分，关系到整个电力系统的安全稳定运行。接地网金属部分由于长埋地下，土壤的化学腐蚀是主要安全隐患，接地网被腐蚀后会引起导体间接触障碍，严重时可能发生断裂，造成接地电阻增大，无法正常泄流，导致安全事故的发生。由此可见，及时掌握接地网腐蚀情况是解决接地网故障的有效途径之一。
        1接地网腐蚀检测需求分析
        1）高工程实现性指检测方法必须具有实际操作性，考虑到接地网的实际布设环境，设计接地网腐蚀检测方法必须避免进行暴露性检测。该方法施工成本较低，便于维护和重复性利用，可以研究其随时间的变化趋势，从而确定接地网电路的腐蚀状态。2）高检测准确率指检测算法具有高分辨率，可以分辨不同程度的腐蚀效果。不仅可以准确反映局部腐蚀情况，还可以有效对整体的腐蚀情况有清晰的判断，既可以捕捉发生腐蚀的电路位置，又可对腐蚀的程度进行有效反馈。
        2电力线路接地网腐蚀问题的影响因素分析
        2.1孔隙度影响因素
        孔隙度影响因素也可以理解为透气性影响因素，主要根据土壤透气性表现情况对接地网腐蚀程度进行研究与分析。一般来说，透气性表现较好的无粘性土壤，在接地网腐蚀程度方面表现较轻。而密不透气的粘土土壤，在接地网腐蚀程度方面表现较重。随着腐蚀的深入发展，接触面上氢离子浓度增加，PH值降低，加速金属腐蚀。并且，如果选用的石墨产品中残留有硫离子基团，这些基团通过扩散作用向缝内迁移，从而大大加快腐蚀速度。
        2.2电偶腐蚀
        柔性石墨腐蚀电位远高于金属，在导电性电解质的作用下，将形成以金属为阳极、石墨为阴极的电偶腐蚀。根据金属腐蚀理论，当柔性石墨材料与金属在土壤电解质中接触时，由于实际电位存在差异，便会形成电子流动，形成腐蚀电池，造成圆钢溶解速度加快，形成接触面的局部腐蚀。石墨在此反应中是一种惰性电极，在反应中起到形成电位差的作用，本身不参与化学反应过程，阴极反应为土壤电解质中的氢离子被还原成氢气放出。反应中的氢离子一方面来源于土壤中，尤以酸性土壤为最；另一方面，在一定的湿度下，金属表面会形成水膜，柔性石墨材料中残存的cl-、so42-、s2-、so2、so3进入水膜中，促使其酸性增强，进而产生更多的氢离子，形成大量的微观电池，加快金属腐蚀。
        2.3含水量影响因素
        土壤中的含水量表现成分往往会对金属溶解的离子化过程以及土壤电解质的离子化过程产生至关重要的影响。当土壤含水量较高时，且饱和度<95%时，氧的扩散渗透率明显受到阻碍影响，导致腐蚀速率降低。但是随着含水量的不断减少，饱和度也会发生明显下降，此时接地网腐蚀速率会明显加快。

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        3电力线路接地网腐蚀问题的防护途径研究
        对于腐蚀问题表现较为严重的接地网，必须及时进行定向改造，或者是予以重新铺设。与此同时，相关负责人员应该事先采取针对性防护措施预防腐蚀问题。
        3.1电磁信号检测装置设计
        为了实际工程需求，本文所采用收发一体化天线阵列设计，天线定时发送脉冲信号并接收散射体散射的电磁信号并进行相应的处理。本文采用逆散射成像技术进行接地网的腐蚀检测，是向接地网区域发射电磁波波信号。信号穿过土壤层直达接地网导体，导体反射电磁波为接收装置收集。
        3.2接地体本体连接方式优化方案
        为了获得更好的力学性能，使接头更加牢靠，柔性石墨材料之间进行连接时，往往采用金属进行压接固定，这种方式给电化学腐蚀提供了条件。随着材料科学的不断发展，现在高强度非金属螺栓等产品已比较成熟，可将原镀锌钢等以及螺栓固定用金属材料改为新型高强度非金属板材和螺栓，从而避免形成柔性石墨材料与金属材料的接触，避免腐蚀产生。
        3.3防止电化学腐蚀问题反复出现措施
        为防止电化学腐蚀问题反复出现，建议相关负责人员应该采取涂沥青漆处理方法，针对地面入土处以及水平接地体之间进行处理。除此之外，对于腐蚀问题表现较为严重的粘土环境，应该优先利用金属防腐技术方法，重点针对接地地下引线进行金属保护层处理。必要时，也可以借助加入稀土元素的圆钢进行防腐防护处理。如此一来，电力线路接地网腐蚀问题基本上可以得到有效缓解。
        3.4接地体与金属引下线连接方案优化
        柔性石墨材料较为柔软，即使是铠装石墨引下线，在受外力拖拽时也易导致与塔脚脱离连接，在受雨水冲刷时也易造成石墨流失，破坏和影响接地效果。因此，以镀锌圆钢等金属材料作为引下线与石墨接地装置在土壤中连接，仍是重要的连接方式。目前，金属引下线和柔性石墨接地体连接主要有螺栓压接和楔形压接。可将石墨缆用锌皮缠绕2~3圈，然后继续将石墨缆和镀锌钢缠绕2~3圈，使石墨材料与圆钢材料之间接触更加紧密，减少电位差，亦对镀锌钢形成阴极保护。缠绕完成后使用新型高强度非金属板材和螺栓进行压接，压接完成后使用沥青进行包裹，以限制电化学反应所需条件的形成。
        3.5逆散射成像检测系统设计
        由电磁散射波求出散射体的物理特性，是建立在电磁散射理论基础上的。逆散射成像是向待测物体发射给定的电磁波，经物体反射后的散射电磁波包涵物体的某些区里特性，再根据这些信息便可获取其几何形状等物理参数。通过采用对比源反演方法，实现电磁场散射体介电常数的重构。数据分析及成像系统根据接收的散射电磁波信号数据进行分析，再经过格林函数处理并初始化。通过构造目标函数和数据函数的迭代修正，实现目标函数的最优化处理。
        结语
        总而言之，电力线路接地网腐蚀程度往往会对线路防雷整体效果产生至关重要的影响。如果不加以及时处理，势必就会对输电线路安全运行质量构成威胁。针对于此，建议相关负责人员应该及时查明造成电力线路接地网腐蚀问题的具体成因。并根据成因问题表现采取针对性措施加以解决，以防止腐蚀面积的不断扩大而对电力线路整体运行质量造成不利影响。同时，采取科学、合理的防护管理手段，减轻接地网腐蚀程度，确保电力线路运行安全。
        参考文献：
        [1]白建国.电力线路运行常见故障与维护方法[J].企业科技与发展，2019（02）：176-177.
        [2]花广如，李文浩，郭阳阳.基于神经网络模型的海南变电站接地网Q235钢腐蚀率预测[J].腐蚀与防护，2017，38（8）：573-577，588.
        [3]陈建伟，钱洲亥，胡家元.电阻抗扫描成像技术在变电站接地网故障诊断中的应用研究[J].浙江电力，2017，36（10）：27-30.