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接地网腐蚀探讨

文档作者：邱晓涛文档来源：国网新疆电力公司电力科学研究院		点击数：	更新时间： 2022年02月10日
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2016年第4期总第211期 新疆电力技术
接地网腐蚀探讨
邱晓涛
(国网新疆电力公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐83001 1)
摘要：接地网腐蚀问题较为复杂．具有跨学科
性，本文结合实际对接地网腐蚀机理、研究方法、防
护方法、研究方向等进行了介绍分析。
关键词：接地网；腐蚀；探讨
1 前言
接地网腐蚀会造成电气设备“失地”，接地电阻升
高，影响电气设备安全运行，危及人身安全，甚至引发
连锁事故，国内已多次发生此类事故。全国各地接地
网开挖检查中发现，接地网一般10年左右，甚至3～4
年即已发生严重腐蚀失效。新疆地域广阔，其中和田
地区、吐鲁番地区、五彩湾地区等地接地网腐蚀现象
也比较严重。研究接地网腐蚀问题，对提高电网的安
全、稳定、经济运行有着十分重要的意义。
2 接地网腐蚀机理
接地网腐蚀属于典型的电化学腐蚀，可以分为
土壤理化性质引起的腐蚀、杂散电流腐蚀、微生物
腐蚀三大类。这些腐蚀类型相互作用，使接地网腐
蚀问题更加复杂化。
2．1 土壤理化性质引起的腐蚀
影响土壤腐蚀性的因素主要有：土壤电阻率、
含水量、pH值、可溶性盐含量(包括影响较大的氯离
子、硫酸根离子含量)等。土壤电阻率是表征土壤
多种性质的综合性指标，一般情况下，电阻率越低，
土壤腐蚀性越强，它是选择接地网材料和防腐蚀措
施的重要指标。
2,2 杂散电流腐蚀
杂散电流腐蚀实质上是金属的电解过程，电解
池的阴极即电流流人的一端被保护，电解池的阳极
即电流流出的一端被腐蚀。杂散电流主要分为直
流杂散电流和交流杂散电流两类，其中直流杂散电
流对接地网材料的腐蚀危害较大。
2．3 微生物腐蚀
土壤中微生物对接地网材料的腐蚀是其新陈
代谢活动导致的，微生物的新陈代谢产物如硫酸、
有机酸和硫化物等增强了土壤的腐蚀性。微生物
腐蚀多发生在潮湿及有机质含量较高的土壤中，可
通过测试硫酸盐、硫化物、有机质及土壤的类型等
判断微生物腐蚀发生的程度。
2．4问题及探讨
目前土壤腐蚀性评价还没有国家标准，一般是
参照原石油部标准及国外(德国等)标准进行评
价。原石油部标准把土壤的腐蚀性分成特强腐蚀、
强腐蚀、较强腐蚀、中等腐蚀、弱腐蚀等五级，该评
价方法涉及的参数较多，如硫酸根离子、总碱度、含
气量等。新疆地区土壤类型主要以碱性盐渍土壤
为主，根据相关资料及现有的土壤分析数据判断，
本地接地网腐蚀以土壤理化性质引起的腐蚀为主，
杂散电流腐蚀和微生物腐蚀影响程度较小。
3 金属材料腐蚀的研究方法
根据时间特点，金属材料腐蚀的研究方法可分
为自然暴露试验方法、实验室理论试验方法、实验
室加速模拟试验方法等三个大类。
3．1自然暴露试验方法
自然暴露试验方法是通过在现场设备所在地
布置一定数量、不同材质的试片，测试试片在一定
时间内(一般为1、2、4、8年，最少1年)的腐蚀情况，
定期取样对试片进行处理，计算出腐蚀失重和腐蚀
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新疆电力技术 2016年第4期总第211期
深度，同时进行腐蚀产物分析。
3．2实验室理论试验方法
实验室理论试验方法是指在实验室内创造条
件来进行理论试验，通常是创造不同的条件，如不
同的浓度、不同的电流等，用来研究单一因素或多
因素共同作用下的腐蚀情况。
3．3实验室加速模拟试验方法
实验室加速模拟试验是指在腐蚀试验箱内，模
拟自然环境的基础上，通过改变一个或多个腐蚀影
响因素，使腐蚀环境更加苛刻，可以在较短时间内
获得材料的腐蚀倾向、腐蚀行为及相对耐蚀性的试
验结果，从而评定材料的耐蚀性，预测长期腐蚀行
为和使用寿命。
3．4问题及探讨
接地网腐蚀过程较缓慢，土壤的理化性质等随
着四季温度的变化、降雨(雪)量等都有较大的不
同，其腐蚀速度并不是均匀的。另外还受到实地杂
散电流及微生物的影响，故难以模拟，以上三种传
统方法在研究接地网腐蚀方面都有较大的局限
性。基于电化学测量原理的连续原位测试技术与
计算机网络技术相结合，可能是今后研究接地网腐
蚀的重要手段。
4 接地网腐蚀防护方法
4．1改变土壤环境
土壤环境对接地网的设计及后期的防腐蚀方
案有很重要的参考意义。应尽量选择腐蚀性较小、
土壤性质均匀的场所作为变电站地址，尽量不使用
钢筋混凝土作为地网的一部分。在埋设地网时，应
填移腐蚀性较小的土壤，也可使用性能优良的高效
防腐降阻剂。
4．2选择合适的接地材料
以美国为主的许多发达国家以铜做为接地网
的主要材料，接地网腐蚀问题并不严重。我国接地
网材料普遍使用碳钢，腐蚀问题相对严重。据资料
介绍，在相同条件下铜的腐蚀速率只有碳钢的四分
之一左右，铜质接地网寿命是碳钢接地网寿命的4倍
左右，基本可满足接地网30年有效运行寿命的要
求。铜材接地网投资比碳钢接地网高五倍左右。另
外铜腐蚀后产生重金属离子污染问题，不易过多使
用，建议在枢纽变电站、腐蚀【生强的土壤环境使用。
4．3用覆盖层保护
镀锌钢是目前国内最常用的接地网防腐蚀方
法，但镀锌层较薄，只有O．05—0．06mm，一般卜3年镀
锌层就腐蚀殆尽。试验及应用表明，镀锌钢的耐腐
蚀性相比碳钢并没有较大提高。铜包钢问题也较
大，一旦表面铜层发生点蚀露出钢材，钢材作为牺
牲阳极将发生非常快速的电化学腐蚀。新型防腐
涂料(如碳纳米防腐导电涂料)正在研制或推广应
用中，应用效果还需要进一步验证。
4．4阴极保护法
阴极保护又分为牺牲阳极阴极保护和外加电
流阴极保护。阴极保护法在一些地方得到成功应
用，缺点是保护电流密度在线监测困难。保护电流
密度过小，接地网腐蚀依然会发生；保护电流密度
过大(过保护)，接地网又将发生电解腐蚀。
5 结语
1)接地网腐蚀问题较为复杂，具有跨学科性，
尚有许多问题需要进一步研究，如土壤腐蚀性的评
定分级、接地网断点及腐蚀状态检测技术、新型接
地网材料及新型防腐涂料的开发等。
2)目前开挖检查仍是接地网断点及腐蚀状态
检测的主要手段，拓扑结构腐蚀诊断法、超声波法、
瞬变电磁法、电化学法等新型技术尚需发展完善，
在现有条件下也应做好接地网腐蚀的检测、监督管
理等工作，积累数据经验，评估预测，积极应对。
参考文献：
【1】李杨道武朱志平李宇春周琼花著．电化学与电
力设备的腐蚀与防护．中国电力出版社．
『21谢广润．电力系统接地技术．水利电力出版社．
[3】邵建人．交流系统接地网的腐蚀与防护研究．电
力设备，2006(4)．
作者简介：
邱晓涛(1971-)男，高级工程师，主要从事电力系统
化学技术监督、技术服务 工作．
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