有关高压输电线路的防腐措施分析 龚晓松摘要:输电线路包含架空导地线、架线金具、铁塔、基础及接地装置等部分,输电线路长期在野外,受到各种环境的威胁,使得输电线路各个部分都受到了腐蚀破坏防腐问题仍然是影响输电线路使用寿命的突出问题因此,需要对高压输电线路的防腐措施展开研究,进而保证输电线路的稳定运行关键词:高压;输电线路;防腐;措施1高压输电线路的腐蚀种类腐蚀破坏会造成输电线路寿命的缩短,输电线路在腐蚀环境中不能达到预期寿命根据输电线路受到腐蚀的环境不同,可以分成大气腐蚀、土壤腐蚀以及水腐蚀三种在开展输电线路维护和施工工作的时候,要综合分析输电线路的环境,了解其受到的腐蚀威胁,对架空导地线、铁塔、架线金具、基础、接地装置等采取对应的措施,从而达到更好的防腐效果例如空气会对钢铁产生腐蚀作用,空气湿度的增加也会加快钢铁受到腐蚀的速度当空气湿度达到75%这个数值时,空气对钢铁的腐蚀作用会明显加快,腐蚀程度的加快会影响到钢铁的使用寿命,甚至威胁到其安全运行如果环境温度较高,环境将会较为干燥,这时输电线路受到腐蚀的速度也会稍加缓解如果环境温度出现骤降和骤升,较大的温差将会造成空气温度变化,使得钢铁受到腐蚀的速度加快。
此外,输电线路可能会经过一些特殊區域,例如煤矿厂以及石油化工厂等区域,在空气中会增加很多颗粒性物质,这些物质会附着在铁塔上,铁塔周围的颗粒性物质以及工厂排放的废弃物都将腐蚀到铁塔2架空导地线的防腐措施架空导地线受到空气中水分、盐类物质以及化学成分与钢芯发生反应,出现腐蚀这种情况的腐蚀程度受到导线制造工艺的严重限制导线腐蚀包含电化学腐蚀和化学腐蚀两种其中,电化学腐蚀常出现在导线外层如果空气湿度逐渐增大,导线表面形成水膜,大气中二氧化碳、氧气以及其他物质在水膜中溶解,构成了电解液的薄层电解液薄层同金属表面的氧化膜发生反应,发生了腐蚀钢芯铝绞线会出现腐蚀在铝线受到腐蚀之后,导线表面会形成白色粉末,使得导线变脆,使其使用寿命不断缩短因此需要在钢芯和铝之间刷涂有机材料,制作防腐蚀油脂,将腐蚀性气体以及雨露对钢芯造成的腐蚀阻挡开来,从而让钢线寿命得以延长,使钢线寿命可以和铝线寿命匹配使用铝包钢芯铝绞线取代镀锌钢线,这样导线承力和接触金属是同样金属,不会构成原电池,电化学反应自然不会发生3铁塔的防腐措施输电塔大多是钢筋混凝土、钢管杆、预应力混凝土电杆以及铁塔等铁塔由于常出现裂缝和锈蚀问题,使得输电线路中铁塔的使用受到限制。
在出厂安装之前对铁塔表面进行热镀锌的处理,能够让杆塔结构延长使用寿命使用热镀锌时,钢铁和锌之间出现扩散构成了锌铁合金层,相比于涂料结合,这种结合更加牢固,即使暴露在大气环境中,锌层数也不会脱落如果镀锌层出现裂缝损坏,金属锌将会主动牺牲阳极保护裂纹位置的钢铁,这也是镀锌层具有的优势钢铁材料在大气中腐蚀属于电化学腐蚀,温度与湿度是引起大气中腐蚀的关键因素阴极属于氧去极化反应、具体反应式为阳极反应:Fe—Fe2++2e-E0=-0.44V(1)阴极反应O2+2H20+4e-—4OH+中性与碱性溶液中E0=+0.401V(2)E0—标准电极电位(1)与(2)反应式相加2Fe2-+2H20+O2—2Fe2-+4OH++2Fe(OH)2(沉淀)(3)Fe(OH)2不会溶解在水溶液中,进一步与水反应2Fe(OH)2+H2O+1/2O2—2Fe(OH)3沉淀(4)也有人认为大气环境腐蚀反应式为阳极反应:Fe—Fe2++2e-(5)阴极反应:3FeOOH+e—FeO3O4+H2O+OH-(6)锌的电化学腐蚀与钢类似,反应式如下:阳极反应:Zn-2e—Zn2+(7)阳极反应:02+2H2O+4e-—40H-(8)阳极发生锌的溶解,在阴极发生氧去极化反应。
因为大气中有一定湿度,必然在金属表面形成水膜,而水中会溶解一定量的氧,尤其在电解液与空气接触的界面反应更加剧烈反应结果Zn2++OH-—Zn(OH)2—ZnO+H2O(9)如果大气中没有被污染,酸性介质浓度很低,PH>5.2腐蚀产物一般是非溶性的化合物如Zn(OH)2或znO有时形成(ZnC03)热镀锌防护是牺牲阳极保护,即锌的标准电极电位低于铁,通过锌层被腐蚀掉保护钢基体不被腐蚀所以热镀锌件的抗腐蚀性能与镀锌层厚度密切关联热镀锌层越厚、抗腐蚀性能也越好4架线金具的防腐措施由于导线送电发热,与导线连接的金具长期裸露在大气中,常年受到日晒、雨淋、风尘及化学活性气体的侵蚀,造成金属导体接触面严重锈蚀或氧化,氧化层会使金属接触面的电缆率增加几十倍金具在正常情况下的腐蚀速度快于铁塔和导线金具在出厂安装之前对其表面进行热镀锌的处理,同时,在腐蚀严重地区,可在安装之前进行涂漆线路投产运行后,需及时根据镀锌层及漆膜破坏部分进行修护在工区的输电线路金具可采用铝合金镀层、涂耐磨涂层、增加镀锌厚度等方法进行有限防腐5基础的防腐措施某地区地下水腐蚀性的测试结果,如图1,应对有腐蚀性的地下水采取保护措施根据图1可以了解到,地表水对于杆塔基础中钢筋混凝土结构有着较强的腐蚀性,需要加以保护。
地表水中含有大量的硫酸根,会腐蚀混凝土结构,同时氯离子、重碳酸根离子都会破坏混凝土结构因此需要使用高于C30强度等级的水泥材料,避免混凝土结构受到腐蚀如果pH值没有超过4,需要在混凝土表面刷涂沥青或者填筑粘土保护层,起到保护作用6接地装置的防腐措施在接地装置上使用耐腐蚀的金属材料进行镀层处理,接地装置中可以利用合金钢以及有色金属,避免腐蚀的扩大由于这种方法耗费成本比较高,很少使用这种办法进行处理一般接地装置表面要涂刷一层导电防腐的材料,避免出现腐蚀过快的情况常使用的刷涂材料是油漆,最近几年也出现了很多种导电防腐新型材料,使得接地装置的使用寿命被大大延长在涂层上出现了老化的问题,还需要定期进行涂刷同时漏涂和破损等问题也难以避免,导致局部出现了严重腐蚀的问题一些防腐效果要求较高的场所,需要在周围使用高效的降阻防腐剂展开维护,方可达到良好的防腐蚀效果另外也常使用阴极保护方法,将金属构件当做是阴极,利用阴极极化将金属表面出现的电化学反应消除掉,从而实现防腐目的7结语总之,高压输电线路作为电网的重要一环,近年来得到越来越多的重视,其维护工作也在逐步提升和创新防腐措施是输电线路管理工作当中十分重要的部分。
防腐措施的选择需要根据输电线路不同区域的环境特征,采取有针对性的措施,这样才能保证输电网可以更加安全稳定地运行Reference:[1]李斌,孟晓波,王国W,等.南方沿海地区架空导线腐蚀情况调研分析[J],电线电缆,2018(04):6-9+28.[2]方玉群,周海飞,邢哲鸣,等.输电线路铁塔塔腿防腐的失效分析与预防[J].浙江电力,2017,36(06):64-67+75. -全文完-。