论110kv输电线路接地极锈蚀的解决新方法

李海涛

[摘 要]输电线路是实现电力运输的主要组成部分，由于管理不善以及线路材质属性的影响，目前输电线路的接地板锈蚀现象相对严重。

[关键词]110kv输电线路；接地极锈蚀；解决新方法

接地极是电力安全运输的基本保障，电力运输过程中，由于电流量高，所以在雷雨天气极容易遭受雷击，损坏电器设备，带来电路故障，影响电力输送的安全和稳定。接地极与大地相连，能够及时将多余的电流通过大地疏导，降低雷击故障发生概率。

我国盐渍土分布范围很广，覆盖了热带和寒温带、滨海和内陆、低地和高原地区。据统计，全国约有3693万km2现代（活化）盐渍土，而西北地区就占60%左右，其中与灌溉有关的土壤盐渍化面积达200万km2，近70%位于西北地区。

一、工程概况

本工程盐渍土为盐化草甸土和盐化荒漠土，以硫酸盐和氯化物为主。分布于本段线路全段。沿线地层为粉土（Q4al+h），含有粉砂团结块、粘性土团块，上部有少量结晶盐颗粒。层厚一般15～20.0m，地下水位埋深为0.8m～2.8m。

水流是使盐类迁移和重新分布的另一因素。地表和地下水将其流动过程中所溶解的盐带到底凹处，有时还形成较大的盐湖。根据新颁电力行业标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》6.1.6款的要求，接地装置的防腐蚀设计，在计及腐蚀影响后，接地装置的设计使用年限，应与地面工程的设计使用年限相当。

以往接地装置接地电阻计算时，并不考虑杆塔基础自身的接地作用，因此即便接地装置失效，基础本身仍能起接地的作用。而当基础本身与周围环境隔离形成绝缘体时，非但不能提供附加的接地作用，反而对接地装置有了更高的要求，因为一旦接地装冒失效，当冲击电压到来而无处释放时，有可能导致基础防腐层 的电气击穿，进而使防腐层失去防腐作用。

二、土壤的性质及腐蚀特点

土壤是由各种颗粒状的矿物质、有机物质及水分、空气和微生物等组成的多相并且具有生物学活性和离子导电性的多空的毛细管胶体体系。它含有固体颗粒如砂、灰、泥渣和腐植土，在这个体系中有许多湾弯曲曲的微孔（毛细管），水分和空气可以通过这些微孔到醛土壤深处。土壤中的水分有些与土攘的组分结合在一起，有些紧紧粘附在固体颗粒的周围，有些可以在微孔中流动。盐类溶解在这些水中，土壤就成了电解质。土壤的导电性与土壤的空隙度、土壤的含水量及含盐量等各种因素有关。土壤越干燥，含盐量越少，其电阻越大；土壤越潮湿，含盐量越多，电阻就越小。干燥而少盐的土壤电阻率可高达10000Ω.m，而潮湿多盐的土壤电阻率可低于500Ω.m。一般来说，土壤的电阻率可以比较综合性地反映某一地区的土壤特性。土壤电阻率越低，土壤腐蚀越严重。金属材料在土壤中发生点腐蚀与土壤电阻率的关系如下；低碳钢在电阻率为100Ω.cm～2000Ω.cm土壤中的点腐蚀速率为2.5mm/a；在电阻率为2000Ω.cm～10000Ω.cm土壤中的点腐蚀速率为2mm/a。通过《岩土工程勘察报告》中的“水质腐蚀性分析判定”和“土壤腐蚀性分析”，本工程综合判定为重腐蚀区段，其特征为含盐碱量较高，腐蚀性较强，需进行防腐。

三、接地极腐蚀调研

1.埋设于山区的接地极，由于岩石较多，土壤电阻率高，接地射线长、伸展范围大加之地形复杂，施工难度大，如缺少必要的监督或监督不严，会造成部分施工人员为了保证工程进度而忽视施工质量的现象，接地装置施工时不能按照设计图纸施工，致使留下先天性隐患。腐蚀情况就越加严重。

2.平原地区的土壤受PH值、杂散电流、化学方应、电阻率和微生物作用的影响极大。由于土壤介质具有多相性、不均匀性等特点，所以除了有可能生成和金属组织的不均一性有关的腐蚀微电池外，还由于土壤介质的宏观不均一性所引起的腐蚀宏电池。后者在构成土壤腐蚀中往往起着更大的作用。土壤介质的不均一性主要是由于土壤的透气性不同引起的。在不同的透气条件下氧的渗透速度变化幅度很大，强烈地影响着和不同区域土壤接触的金属各部分的电位，这是促使建立氧浓差腐蚀电池的基本因素。接地引下线由地面深入地下03～0.8m，其接触的土壤电解质含量是不同的，含氧率最低的在最下端，电极电位为负，发生腐蚀较严重，因而接地体引下线水平体腐蚀最为严重。

3.影响接地体腐蚀的因素： 接地体腐蚀的诱发因素性质不一，通常来说主要与土壤的构成因素相互关系，土壤透气性高，含水量高，则腐蚀性相对较强，此外，盐碱地较之普通土壤的腐蚀程度也相对较高。虽然不同因素的影响程度不一，但是不同因素之间相互关联，相互作用，在制定接地体防腐举措时，需要对其进行综合考量。

（1）孔隙度：透气性较好的石渣土、风化石等粗粒、无黏性土壤中接地网腐蚀程度较轻，在密不透气的黏土中，却发生着严重的腐蚀，且黏性越大腐蚀越严重。这是因为在氧浓差电池的作用下，透气性差的区域将成为阳极而发生严重腐蚀。透气性良好的土壤中，更容易生成具有保护能力的腐蚀产物层，阻碍金属阳极的溶解，圆钢腐蚀速度变慢。

（2）含水量：土壤中含水量对腐蚀影响很大。土壤中的水分对金属溶解的离子化过程和土壤电介质的离子化过程多是必要的影响因素。当土壤含水量很高时，饱和度大于95%，氧的扩散受到阻碍，腐蚀减轻。随着含水量的减少，饱和度在10～91%氧易于扩散，腐蚀度增加。当饱和度降到10%以下，氧的扩散渗透又呈现急速下降趋势，腐蚀速度又急速下降。当含水量为零时，氧的扩散渗透速度又趋近于零，基本无腐蚀。

（3）其它因素：盐是主要的导体，因此在盐碱地等含盐量相对较高的土壤之中，导电性越高，腐蚀想象也越严重。

（4）微生物：在缺氧的土壤条件下，入密实、潮湿的黏土深处，有利于某些微生物的生长，它们的活动可能引起很强的腐蚀。

四、治理方式方法探讨

由于土壤成分的改造成本极高，因此从经济的角度出发，对于接地极腐蚀现象的处理工作，应该从接地极的保护层面着手，由于接地极多是钢筋材料属性，因此，通过表面镀锌能够起到降低腐蚀发生概率的效果，但是经济成本高，操作复杂，目前的应用范围有限。

1.普通塑料管覆盖在钢筋外层，可以起到一定的防腐蚀效果。传统的接地极防腐措施主要是利用普通塑料管保护，虽然能够起到一定的缓解作用，但是成效不大。基本上在使用一年之后，接地极又发生了不同程度的腐蚀现象，这主要是由塑料管连接部位导致而成的。各连接部位存在空隙，空气沿着空隙进入管道内部，加速了接地极的腐蚀，为此，科研人员需要在现有基础上研發全新的防腐材料。

2. 工业用热缩管覆盖在接地钢筋外层与杆塔连接。热缩管的使用主要是利用隔绝空气的原理而成，热缩管包裹后的接地极与外部空气隔绝，水分无法到达，延缓了腐蚀发生的速度，经过调研人员的科学实验，我们发现保护过的接地极基本在两年内没有受到腐蚀影响，这样，接地极的使用寿命将会提高，使用周期也会延长，更新换代周期相应延长，也降低了电力线路的安全隐患。由于工业用热缩管的成本低，且该种保护措施操作简单，目前嗲你系统主要采取改种保护手段。

五、结语

综上所述，由于输电线路的腐蚀现象对电力系统的输电功能产生较大的影响，不仅降低了电力系统输电的稳定性，也增加了危险性，为此，科研人员经过不断的理论研究和实践探索已经发明了若干相应的预防和挽救措施，电力系统的工作人员需要在此基础上，结合具体的输电环境科学合理的进行选择，确保电力输送的稳定与安全。