接地网阴极保护设计方法

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1、第l3卷第3期重庆电力高等专科学校学报2008年9月Vo1．13No．3JournalofChongqingElectricPowerCollegeSep．2008接地网阴极保护设计方法邓书蕾，伍家洁(1．重庆大学电气工程学院，重庆400030；2．重庆电力高等专科学校，重庆400053)【摘要】阴极保护是防止接地网腐蚀的有效措施。阐述阴极保护的原理，详细介绍接地网阴极保护的设计步骤和方法，并结合具体的设计实例，进行计算和讨论。【关键词】阴极保护；设计方法；示例【中图分类号]TM63【文献标识码】A【文章编号】1008-8032(2008)0

2、3—0031·04进行解释。由图1看出，金属表面阳极和阴极的初U引吾始电位分别为E。和E。金属腐蚀时，由于极化作变电站接地网是用于工作接地、防雷接地、保用，阳极和阴极的电位都接近于．s所对应的腐蚀电护接地的重要设施，是确保人身、设备、系统安全的位，与此相对应的腐蚀电流为。。在腐蚀电重要环节。出于经济方面的考虑，接地装置一般采流作用下，金属上的阳极区不断发生溶解，导致腐用镀锌碳钢(扁钢、圆钢)，接地网属于隐蔽工程，蚀破坏。当对该金属进行阴极保护时，在阴极电流在施工和运行中容易被忽视。当事故出现时，若接作用下金属的电位从E。向更负的方向变动，阴极

3、地网有缺陷，短路电流无法在土壤中充分扩散，导极化曲线从s点向c点方向延长。致接地网电位升高，使接地的设备金属外壳带高电压而危及人身安全和击穿二次保护装置绝缘，甚至损坏设备，扩大事故，破坏电网系统稳定。埋地接地装置受土壤的化学与电化学腐蚀不可避免，同时E柙还要承受地网散流与杂散电流的腐蚀。因此，确保El接地网免受腐蚀是保证电网稳定安全运行的主要巨措施。在接地网防腐措施中，阴极保护是一种科学、可行的方法，对于业已运行的接地网，尤其是对l⋯Il

4、f电化学腐蚀严重的接地网实施阴极保护，具有施工简单快捷、投资不大、保护效果好的特点。图1阴极保护原理的极

5、化图1阴极保护原理当金属电位极化到E，这时所需的极化电流为，。，相当于AC线段。线段由两个部分组成，其阴极保护是一种用于防止金属在电介质(海中BC线段这部分是外加的，而AB线段这部分电水、淡水及土壤等介质)中腐蚀的电化学保护技术，流是阳极溶解所提供的，表明金属腐蚀速度有所减该技术的基本原理是对被保护的金属表面施加一少。当外加阴极电流继续增大时，金属的电位将变定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位得更负。当金属的极化电位达到阳极的初始电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到E时，金属表面各个部分的电位都等于E，腐蚀电有效抑制。流为

6、零，金属达到了完全的保护。此时，金属表面阴极保护原理可用腐蚀电极的极化图如图1上只发生阴极还原反应，外加的电流L即为达到收稿日期：2008．04．1932重庆电力高等专科学校学报第l3卷完全保护所需的电流。源广、价格便宜。不足的是相对钢铁保护电位(一0．85V)的激励电压小(只有一0．25V)，相当于2接地网阴极保护设计方法镁阳极的三分之一，因此应用范围较窄。在土壤中2．1确定阴极保护类型使用一般限制在电阻率P<15n·m的范围，当土壤潮湿时可扩大到P<30Q·m。阴极保护方式有强制电流法和牺牲阳极法，强铝合金阳极，资源广、价格便宜，其单位重

7、量产制电流法是将外部交流电转变成低压直流电，通过生的电量大，是锌的3．6倍，镁的1．35倍，有着广辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物，阔的开发前景。不足的是电流效率和溶解性能随从而使腐蚀得到抑制。牺牲阳极法是将一种电位阳极成分、制造工艺的不同而发生变化，在土壤中更负的金属(如镁、铝、锌等)与被保护的金属结构常由于胶体Al(OH)，的聚集而使阳极过早报废，物电性连接，通过电负性金属或合金的不断溶解消因此铝阳极在土壤中的应用还需要探索。目前铝耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得阳极主要应用在海水中。保护。究竟选用哪种方式，选用时要

8、以实施、安装、因此，在选择牺牲阳极种类时先要用接地电阻维护经济原则把构筑物的腐蚀降低到最低限度。表对埋设地土壤电阻率进行测量，并对土壤取样进牺牲阳极保护法提供的电流较小，安装方便，也无行理化分析后选择牺牲阳极种类。需后期维护。需要大电流才能实现保护的地方就用强制电流法，强制电流法需要建专用的阴极保护2．3确定接地网最小保护电流密度(ma／m)站和设置固定人员的长期维护，后期费用较高，同最小保护电流密度值主要根据保护金属的类时会加快邻近未实施保护的构筑物腐蚀速度，另外别、腐蚀介质成分、土壤电阻率、氧化还原电位、温还存在需对恒电位仪供电、工程造价

9、高等缺点。接度、表面涂层或阴极沉积膜性质来决定，由于上述地网所需保护电流密度在mA／m数量级，全部接条件不同，最小保护电流密度数值也不同，接地网地网也仅需几个安培，