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1、变电站接地网防腐措施经济性对比探讨（国网天津市电力公司检修公司 天津300232）摘要：本文对吐鲁番变电站接地网进行了探讨，针对其装置腐蚀的问题进行 了分析，同时对各种防腐技术效果的性能以及经济性进行了比较，通过比较提出 了防腐蚀的一些意见，且给予了如何较好的选择接地材料方式方法。关键词：变电站；接地网；经济性；防腐措施一、吐鲁番变电站接地网腐蚀的状况在近几年的时间里，吐鲁番电力局在对45kv.220kv变电站接地网腐蚀设备 进行了大修。通过现场的检查状况来看，其接地腐蚀的现象主要是来自于局部的 腐蚀。变电站的接地网主要是采用40 6mm2的扁体钢，运行的寿命大概为十年 左右的时间，有很多地方
2、将会被腐蚀掉，有的一些地方基本上被腐蚀完了，其腐 蚀的比率大概了每年腐蚀0.6mm。据统计，在2011年到2014年的时间里，对 改造变电站设备的腐蚀性花费了将近一百八十万。在2015年，吐鲁番对40kv的 接地引线展开了导通试验与腐蚀勘察。从勘察的情况来看，其变电站的地网很多 地方的扁铁发生了严重的断裂与腐蚀的现象。在当年就投了七十多万的资金对其 进行修建。在当前，吐鲁番变电站接地体的腐蚀已经成为接地网最为紧要的问题。在之 前，吐鲁番对接地材料主要是采用扁钢，同时对接地网使用了很多的防腐措施, 并且有了一定的效果，然而大多数不是非常的显著，而且有的一些措施还需要时 间的考量。为了对接地腐蚀现
3、象有更好的解决办法，使其可以具有降阻、延长使 用寿命以及加强资金的使用效率，在2013年吐鲁番对接地网展开了三种改造的 技术方案，并对其进行比较。其一，220kv的方孔式的接地网；其二，35KV的长 孔式的接地网；其三，35kv的方孔式的接地网。经过近几年的时间发现具有一 定的实施效果，第一种方法基本上没有什么腐蚀，而后两种就已经出现了轻微的 腐蚀状况。二、当前处理接地腐蚀的主要方法及效果在目前，吐鲁番对于变电站的腐蚀现象主要采用了以下一些方式方法：（1）覆盖层的保护：通过采用石油沥青或者是煤焦油沥青对其进行覆盖；（2）金属镀层的保护：通常采用的是镀锌层；（3）土壤的处理：一般采用的方法为换土
4、；（4）加入降阻剂（5）在接地体处采用阴极方式方法进行保护。据统计发现，这五种方式方法防腐效果都不是很理想，其主要原因是因为地 温加快了碳钢的腐蚀性，且和温度呈现正相关。由于吐鲁番昼夜温差比较大，而 且地温常年都比较高，同时由于地网埋入的深度比较浅，为此使得接地体腐蚀现 象比较严重。为此，可以看出，要想很好的解决接地网的腐蚀，应选择较好的接 地材料。1. 选用热镀锌钢当作接地材料在一般的土壤中，热镀锌刚的平均腐蚀的厚度通常为0.066mm，但是在当 前我国制造出的热镀钢仅仅为0.06mm,为此可以看出该方法只可以保护一年左 右的时间，如果要是采取增大面积的方法去延长使用寿命的时间，其每一年的腐
5、 蚀也提高了许多，难以达到预期的目的。热镀锌在进行电解试验的时候，它的腐 蚀率达到了 HKG/A.a,而普通的钢铁为10.5KG/A.a,可以看出这一材料的电解腐 蚀和普通材料没有很大的区别。在对现场埋置近2年的时间表明，采用镀锌钢材 料的腐蚀速率要比不采用的速率要高。这主要是因为热镀锌在地底下被电流分解 掉了。所以如果要是采用镀锌钢当作接地材料的话，它的耐腐蚀性将不会有提高。2 .选用铜当作接地材料铜是一个耐腐蚀的物质，特别是在干燥的环境当中非常的稳定，而在潮湿的 条件下会产生一层铜绿，于是阻止材料内部结构的氧化。剧试验结果表明，铜耐 腐蚀性能是钢材的十倍，镀锌层的三倍。在当前变电站大多数采
6、用的是铜材料。3.选用阴极进行保护在变电站中一般采用活性较强的金属作为阳极，同时和接地网进行连接，由 于腐蚀的为阳极，致使阴极的腐蚀被大大降低，为此降低了接地网的腐蚀现状。 根据电流的保护方式来看，其阴极的保护方法可以分为外加电流与牺牲阳极这两 种：(1) 电流法。该方法主要是将需要被保护的物质金属连接到电源的负极， 然后通过阴极的电流使其金属发生极化，最终达到保护金属的目的。(2) 牺牲阳极法。通过阳极发生溶解是产生的电流，利用其保护金属的氧 化，从而达到防腐的目的。三、变电站接地网防腐措施及其经济性对比分析通过以40kv变电站的接地装置作为实例，假定其变电站接地网的面积为500 平方米，地
7、网的布置主要方式为长孔接地网，N=5。其中母线的短路电流为3000A, 考虑到今后的发展，假设引线下的短路电流为6000A, X持续的时间为两秒，引 线的分流系数为0, 土壤的电阻率是lkΩ.mo在温度为二十摄氏度时，铁的电阻率为10Ω.m,电阻的温度系数是 0.00631/oC,散热的系数是17J/mm2；此时铜的电阻率是1.6Ω.m,电阻的 温度系数是0.0034/oC,散热的系数是9J/mm21.热镀锌的钢材的防腐措施在使用热镀锌的扁钢时，通常情况下，为了满足较好的热稳定性，一般采用 扁钢的截面面积是128mm2,其每一年腐蚀为0.1mm,截面面积还应
8、该增加0.5 倍，采用200平方米的扁钢，此时变电站大概需要使用钢材1.5吨，其材料耗费 大约1.5万元。依照年均腐蚀0.1mm,可以计算得到热镀锌钢材料的接地装置使 用的寿命大约可达到三十年，然而由于有的一些钢材存在一些点腐蚀的现象，其 点腐蚀的速率要比年均腐蚀的速率高好几倍，故根据吐鲁番电网正常运行的情况 来看，通过采用热镀锌材料的接地网装置运行的寿命大约为十年左右的时间，有 的在六年左右的时间里面就出现了腐蚀断裂的状况。2. 选用铜材的防腐措施在采用铜材料的时候，其最小的截面面积一般为42平方米。考虑到裕度的 干扰性，最终选用80平方米的扁铜，变电站的接地网装置大概需要0.6吨的铜 材料
9、，依照铜市面上的价格来算，7.5万元每吨，其材料费大约是4.8万元。假 设每一根扁铜的长度为六米，其接头大概需要一百三十个，铜火泥熔化的模具大 概需要三个，它的价值大约为1.5万元，故材料的总费用应为6.3万元。由于铜 的腐蚀速度大概为刚的0.1-0.2左右，假如铜年腐蚀的速率为0.02mm,依照其厚 度1mm的裕度计算，可以得知其接地网的寿命将达四十年。3. 选用阴极保护的防腐措施变电站的接地网装置需要不镀锌的裸钢大约为1.5吨，钢材的费用大约是1.1 万元，防止腐蚀的费用为8万元，材料的总费用是9.1万元。按照设计的值，可 得到阴极保护的防腐措施寿命大约为三十年的时间。四、结论综上可知，变
10、电站接地网的腐蚀现象不但给经济产生了一定的影响，而且也 会给我们人身以及设备的安全问题带来一定的威胁。其腐蚀可以使生产设备提前 进入报废的状态，并且也会给周围的环境带来一定的污染，严重的可能会引发一 些事故。接地网防腐措施的选用投入，通常是体现在安全经济效益上，在选择合 理的防腐蚀的技术方案之后，不但可以增大资金的使用效率，而且还可以增强电 网的安全效益。由各个防腐措施在吐鲁番所出现的问题，可以看出，通过采用铜 进行接地网时，其运行比较稳定，结果表明该材料在接地网装置中是钢材难以达 到的，虽然这一次的投入资金比较大，但是从寿命的价值来看，铜材还是具有非 常大的优势。在吐鲁番地区，因为它的气候比较干燥，而且年蒸发量要大于降雨量，为此， 尽管该地区的温度高，昼夜温差大，但是由于该地区的土壤保持干燥，故采用铜 材的防腐方案的经济效益将胜于其他材质。参考文献1刘渝根，滕永禧,陈先禄，袁涛.接地网腐蚀的诊断方法研究J.高电压技术.2004(06).2肖磊石，李谦，饶章权，豆朋，黄欢.南方电网接地网腐蚀故障诊断技术及其应用J.南方电网技术.2013(06).
