浅议500kv变电站接地网腐蚀及防护

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1、浅议500kV变电站接地网腐蚀及防护摘要：电力接地网的可靠性直接关系到电网的安全运行，是造成大面积停电的事故原因之一。目前普遍采用的普通碳钢构件存在腐蚀速率快、开挖修复周期短、可靠性差等问题。直接采用纯铜作为接地体材料，或加大接地体截面虽然可以大大延长接地网使用寿命，但成本过高。钢表面镀锌或采用阳极牺牲法等存在延寿有限和均匀性差等问题。钢表面高温镀铜和涂覆导电防腐涂料的方法在提高耐土壤腐蚀性能的同时也兼顾了成本，可明显延长接地网可靠使用寿命至30年以上，是今后接地体构件防腐技术的主要发展方向。关键词：接地网腐蚀防护耐腐蚀0引言电网的稳定运行主要取决于500kV变

2、电站接地网的运行状态，而且在某些情况下，大面积停电的事故也是因500kV变电站接地网的故障而造成的。施工单位都在地下埋设接地网，受地理环境恶劣和地下土壤不同的影响，土壤腐蚀是造成接地网的首要危害。山西省电力公司检修公司负责运行维护全省的18座500kV变电站（开闭站），因其结构复杂不易于进行设备维护，我单位每隔五年要花费很多精力来开挖维护和翻修接地网。采用这种模式进行设备养护，不仅要注意现场运行情况，而且要盲目地做大量的工作，周期长、进度慢。鉴于此，我单位将接地网腐蚀的诊断和防护方案研究提上了议事日程，并在实践中着力改进接地网材料的耐腐蚀性能，延长接地网的服务期

3、限，从而确保500kV电网设备保持良好的运行状态，节约运营成本。1接地网腐蚀机理在我省500kV变电站中，水平接地体由圆钢或扁钢焊接而成，垂直接地体用角钢或钢管组成。整个系统的安全稳定运行就要依靠每个元件及其相互配合共同工作。若采用同等的接地装置，则接地电阻变大，土壤电阻率也将随之增大。在土壤内，特别是在接地引下线的地面和土壤交界处，金属与介质的电化学不均一，就会形成腐蚀原电池使接地网遭到电化学腐蚀，而碳钢则容易发生吸氧腐蚀。土壤内的氧被水溶解会加速扩散。土壤内电解质和氧的浓度、以及土壤的pH值可被土壤内厌氧微生物的新陈代谢产物改变，进而加速电化学腐蚀的阴极去极

4、化过程，最终促进接地网更快的发生电化学腐蚀。接地网发生电化学腐蚀，除了土壤电解质被改变,阴、阳两极还会发生电极反应。下文具体说明了电极反应的过程。1.1阳极反应过程实际上，土壤腐蚀的阳极反应过程就是金属材料的腐蚀过程，具体情况如下：Fe—Fe2++2eFe2++20H--Fe(OH)24Fe(OH)2+02+2H20-*4Fe(OH)3Fe(OH)3-*Fe00H+H202Fe(OH)3—Fe203・3H2O—Fe203+3H20土壤中接地网被腐蚀的主要过程主要通过上式反映出来。铁在酸性土壤内以离子形式存在，而铁离子和氢氧根离子若在碱性土壤或中性土壤内发生反应，

5、就会形成氢氧化亚铁，该物质又与土壤内的水、氧气发生反应生成氢氧化铁，并转化成氧化铁等腐蚀产物。1.2阴极反应过程土壤内金属所发生的阴极反应实际是氧的还原作用。氧的还原作用就是氧与电子结合生成氢氧根离子，方程式如下：02+2H20+4e-*40H-若土壤的酸性极强，则会发生吸氧反应：2H++2e~H2一般来讲，阴极反应在接地网与土壤中发生电化学腐蚀的过程中起主导作用。2我省500kV变电站(开闭站)腐蚀现状我省500kV变电站分布于全省11个地市，且大多处在海拔高、土壤环境恶劣的地区。在这种土壤环境中埋设接地网设备，由于土壤的电化学腐蚀及运行设备泄流等引起的杂散电

6、流腐蚀，接地网在投入使用后的两到六年便可能出现故障，甚至断裂。山西省500kV变电站地网腐蚀情况统计如下:2.1主地网腐蚀。运行时间较长的变电站，整个接地体都已腐蚀，部分接地体地网变脆、起层、锈层松散易脱落，严重时生锈断裂。2.2接地引下线热容量不够，接地引下线多为①12mm或①8mm的圆钢，而且个别站同一电压等级设备的接地引下线规格不齐，并有多点焊接。2.3接地引下线与水平地线截面配合不当。如某个500kV变电站内220kV部分接地引下线截面①22mm圆钢，而接地引下线与地网干线相连的地线截面却为①12mm圆钢，35kV母线接地引下线为①10mm的圆钢，主网为

7、40X4mm扁铁。2.4没有按照图纸施工，接地引下线连接不合理。部分设备接地引下线是经过操作机构再引到主网的，甚至有部分设备接地引下线直接引进电缆沟内扁铁上。2.5后期工程的接地引下线没有与一期工程的主地网相连接。2.6不同金属在土壤中腐蚀情况统计3接地网防腐蚀防护措施3.1接地网截面的选择在接地网截面的选择上，要综合考虑施工情况、保护的可靠性等情况，确定短路电流作用的时间，保证选择要满足热稳定的要求。规程规定，应取主保护动作时间加上失灵保护动作时间作为有效接地系统接地装置的热稳定校验时间；消弧线圈接地系统接地装置热稳定校验时间，也就是第一后备保护动作时间应该取

8、2s。3.2接地极截面的