甘肃典型地区电力接地网腐蚀规律与防腐对策研究

杨洁，李小娟，周志军，马少谦，姜梅

(国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃兰州730050)

甘肃典型地区电力接地网腐蚀规律与防腐对策研究

杨洁，李小娟，周志军，马少谦，姜梅

(国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃兰州730050)

根据甘肃省地域气候、环境状况特点，选取典型变电站进行土壤理化性能测试，评价土壤的腐蚀性，并根据金属试片埋片失重法进行腐蚀速率及腐蚀性评价的验证，提出典型地区设计、施工、运营时的防腐措施。

腐蚀评价;验证;防腐措施

甘肃省具有地域狭长、气候多变、环境状况复杂等特点，使甘肃电力接地网的腐蚀性问题更为突出。通过对甘肃电网接地网腐蚀状况的普查工作，筛选出全省典型地区的30个变电站进行土壤理化性能等测试，用多项指标综合评价法对土壤的腐蚀性进行评价，并结合经典的埋片失重法进行腐蚀速率及腐蚀性评价的验证。定性给出甘肃典型地区接地网腐蚀主要原因分析、可采取的防腐蚀措施等，对于指导今后接地网寿命评估研究、设计、施工、维护以及保障电网安全、建设节约型社会都具有重大的现实意义和科学意义。

1 典型变电站选取原则及土壤特性

1.1 典型变电站的选取原则

甘肃处于我国气候自东南温暖多雨带向西北内陆干旱少雨带逐渐变化的过渡地带，境内由于许多高山和甘南高原的隆起，使气候变化出现复杂的格局。根据兰州大学地理系副教授胡双熙绘制的“甘肃省土壤分区图”及变电站电压等级、土壤特征、环境特征、建设与运行时间、电力发展速度等因素考虑，将甘肃划分为兰州及白银地区、河西地区、陇东地区、天水及陇南地区、甘南地区，并选取了30个变电站作为试验点。

1.2 典型地区土壤特性

(1)兰州地区土壤整体状况是粘土含量较高，较松软，不易板结，可塑性差。

(2)天水地区土壤整体状况是粘土含量高，水分相比较略高，含水状态下松软，干燥后出现板结、坚硬现象。

(3)陇南地区西部土壤砂石及水分含量大，粘土较少，无可塑性。东部土壤含水量及粘土含量高，土质粘性大，可塑性强。

(4)河西走廊西部荒漠戈壁中砂石含量很高，较干燥，呈粉土状态，无可塑性;走廊中部及东部土壤粘土含量略高，土壤松软。

(5)白银地区土壤整体状况是土质松散，可塑性差，土壤盐碱性较大，地面出现白色返碱现象。

(6)陇东地区土壤粘土含量较高，砂石量少，土质松软，可塑性较强。

(7)甘南地区土壤粘土含量较高，砂石量少，土质坚硬。

2 土壤腐蚀性规律

根据多项指标综合评价法中的德国DIN50929标准评价法，选取土壤对其浸出液进行pH、碳酸根及重碳酸根离子、水溶性硫酸根、酸溶性硫酸根、氯离子、易溶盐总量等测试，同时测量土壤的含水量、电阻率、氧化还原电位、温度等指标。

本文对选取的30个典型地区的变电站土壤腐蚀性进行了评价。甘肃中部地区，主要是兰州、白银地区，土壤腐蚀性较强，主要原因是盐渍土地区、城市污染地区等原因;在东南部地区，包括陇南、天水、陇东地区，土壤腐蚀性较小，主要原因是土壤中含盐量较小，土壤均一性较好;河西西部地区土壤腐蚀性略大，主要是因为土壤均一性(砂石含量大)较差，含盐量、含氧量均较高，中部酒泉、张掖地区，土壤水分含量大，含盐量较小，整体均一性较好，相比河西西部土壤腐蚀性较小。

3 变电站接地网腐蚀性规律

变电站地表处理方式、土壤的夯实程度及地网埋设位置对接地网腐蚀性影响也相对较大。

一般变电站地表主要有三种处理方式:三合土夯实处理、自然地表(植被茂盛或盐渍土)、三合土+道渣石处理。其中自然地表处理方式土壤松软、含氧量高，地表降水易渗入土壤中，使土壤水分含量较大，因此变电站自然地表处理方式不利于接地网的防腐。变电站地表三合土+道渣石处理方式主要应用于河西地区，为防止大风天气产生地表扬尘，道渣石间空隙较大，会使在道渣石中埋设的接地金属受温度、水分、氧气的影响，腐蚀较为严重。三合土夯实处理的地表，土质密实，含氧量及地表降水深入量小，对接地金属防腐有较好的作用。

同一变电站中按腐蚀程度的排序，最严重的是电缆沟中接地带或道渣石中埋设的接地带的腐蚀，其次是接地引下线的腐蚀，最后是主接地网的腐蚀，腐蚀时间一般是在投运后5～20a。因此，埋设位置也会影响接地网腐蚀程度。

4 变电站接地网防腐蚀措施

4.1 设计方面

(1)变电站在选址后应进行埋设地网的土壤理化性能分析，并进行土壤的腐蚀性评价，确定该变电站接地网材质及防腐措施的选择要求。

(2)电缆沟道内的接地网，不宜采用普通钢材。如采用普通钢材，应加强防腐蚀措施。其防腐涂料可选用氯化橡胶、脂肪族聚氨酯、高氯化聚乙烯以及丙烯酸聚氨酯等涂料。

(3)在埋设地网时，工程常用“降阻剂”置换干燥的、不保水的、电阻率较大的沙石土，以满足地网接地电阻的设计要求，但使用经过“降阻剂”改良的土质，地网会遭受到严重的电化学腐蚀。应采用铜、铜包钢及其他耐腐蚀性能较好的材质，或增设其他牺牲性金属保证接地网的安全。

(4)在土壤腐蚀性较大及重工业污染区域，对接地网设计时应留有较高的腐蚀裕量;鉴于接地网主网维修困难，成本较高，且影响输电安全，接地网设计时应留有较高的安全储备。

(5)对土壤盐碱性较大的地区，有条件的建议进行采用换土措施，并在盐碱土壤与更换的新土壤间增加土工膜，防止盐碱土反渗污染新土壤。

(6)针对变电站土壤合理选择接地材质。

4.2 施工方面

施工方面防腐措施:采用镀锌碳钢的接地网材料，在运输过程中应有防护措施，防止镀锌层破损;对于地下水位很深的地区，可进行“三合土”夯实处理，对于土壤中夹杂有砾石、砂石的，施工时应进行过筛处理;需在工地拼装焊接的构件，其焊缝两侧应先涂刷底漆，焊接完毕后应对焊缝热影响区进行二次表面清理，并应按设计要求进行重新涂装。

4.3 维护方面

维护措施:要建立定期巡查制度，制定维护施工规定，建立工程档案，详细记录建造、验收、日常监测及维修等信息;埋设在地下的接地网，由于维修而去掉旧的锈蚀钢材而换上新钢材，新旧钢材由于自然腐蚀电位不同会产生腐蚀，新钢材会加速腐蚀，因此对维修后的钢材应加强定期检查。

［1］宋光玲，曹楚南，林海潮，等.土壤腐蚀性评价方法综述［J］.腐蚀科学与防护技术，1993，5(4):268－276.

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［6］马新飞，姜万军.长输管道腐蚀及检测技术［J］.石油化工腐蚀与防护，2009，26(6):18－20.

Study on electricity grounding grid corrosion laws and corrosion protection countermeasures in typical areas of Gansu

According to Gansu Province regional climate and other characteristics，it selected typical substation，tested the soil physical and chemical properties，evaluated the soil corrosivity，and verified the corrosion rate and corrosion evaluation according buried pieces of metal weight loss method.The typical area corrosion protection during the design，construction and operations are proposed.

corrosion evaluation;verification;corrosion protection

X591

B

1674－8069(2015)04－013－02

2015-02-27;

2015-05-29

杨洁(1968-)，女，河北昌黎人，大学本科，高级工程师，主要从事于水处理、腐蚀防护、环境保护等方面的研究。E－mail:yangjieyi@yahoo.com.cn