极保护在变电站防雷接地中的作用探讨

2015-10-31周正李娟任冠民

中国科技纵横 2015年22期

关键词：阴极保护保护法阴极

周正李娟任冠民

（1.国网河南省电力公司经济技术研究院，河南郑州 450000；2.国网南阳供电公司，河南南阳 473000）

极保护在变电站防雷接地中的作用探讨

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（1.国网河南省电力公司经济技术研究院，河南郑州 450000；2.国网南阳供电公司，河南南阳 473000）

现阶段，接地网已经成为现代变电站防雷接地技术中最常见技术。现代变电站防雷接地设计不仅与整个电力系统相关，更与相关操作人员及设备有一定联系，防雷接地设计质量的高低更是关乎着整个变电站能否安全运行。本文从变电站防雷接地技术与阴极电极保护原理着手，重点研究阴极电极保护在变电站防雷接地中所发挥的重要作用。

电极保护变电站防雷接地作用研究

随着电力系统的发展，防雷接地网技术取得了较大进步，但同时其安全维护受到了一些挑战，被埋藏于地下的接地金属不断受到腐蚀，严重影响到变电站系统的安全建设。为做好变电站防雷接地工作，首先要面对的是解决存在于防雷技术中的挑战。经过仔细研究发现，在变电站防雷技术中应用阴极电极保护技术最为理想，这一技术投资较少，但前所起到的效果却很好，同时也较为方便操作。

1　对变电站防雷接地技术的分析

1.1变电站防雷接地技术

变电站防雷接地技术有很多，根据作用方式的不同可以分为两种：一种是在特定防雷防护装置的帮助下将雷电引进接地网，以便完成防雷接地保护工作；另一种是防止雷电入侵。本文所研究的则是第一种防雷接地技术，所选用的防雷防护装置则是接闪器，它能很好的将电流拦截，并对其起到导引作用，实质装置就是安装避雷针与避雷线［1］。针对小型变电站，通常只要安装避雷针就能完成防雷任务，但对那些大中型变电站，除了安装避雷针与避雷线以外，还应严格设置引流线参数，以便达到防雷作用。接地线所起到的作用是将屏蔽设施与被保护者联系在一起，将两者联系在一起的引线就是接地线，它主要有三种形式，分别为主接地线、分接地线、电位接地板。

1.2变电站防雷接地中防腐蚀办法

变电站防雷接地技术中面临的最大问题是怎样做好防腐蚀工作。从材料方面看，若将以往的碳钢换成钢就能有效减少材料腐蚀度，但钢的价格较为昂贵，难以实现防腐蚀计划。若在接地网材料表面涂上防腐蚀材料也可以降低腐蚀，但所耗费时间与金钱较多。因此，只有在变电站防雷接地中采用阴极电极保护法才是最为理想选择。

2　对阴极电极保护技术的分析

阴极电极保护技术原理主要是不断向被保护金属补充电子，防止金属原子因失去电子而被溶入溶液中，以致于出现负电位情况。将阴极电极保护技术应用于变电站防雷接地，就可以源源不断的为接地网补充电子，从而形成大型阴极，这样的过程就叫做阴极电极保护［2］。由于阴极保护的实现方法不同，可将其分为两种，一种是外加电流法，另一种则是牺牲阳极法。外加电流法主要在阴极保护的同时，能够将电源负极与被保护者联系在一起，降低其电位，最终形成阴极，从而使被保护金属不受腐蚀。但这种阴极保护法在土壤电阻率较高环境和大中型变电站应用较多。牺牲阳极保护法通常是将被保护金属电位更低的金属联系在一起，借助转移的方式将电子转到被保护金属中，这就是牺牲阳极保护法。牺牲阳极保护法与外加电流法相比，操作十分方便，不仅不需要搭设外界电源，在工作时，还不会出现干扰，但这种方法使用寿命较短，一般只能使用三到五年，有时还会在阳极外表上形成硬壳，阻碍导电和电子输出，从而导致保护失败。

3　两种阴极电极保护技术在实际应用中应注意的主要问题

无论是哪种保护方法都要了解在实际应用中应注意的主要问题，以便发挥其真正作用。

在应用牺牲阳极保护法时，最先要进行的就是测定周边的土壤电阻率，了解不同时间段所发生的变化；其次，依照测定出来的电阻率选择适合材料作为牺牲阳极金属材料，如果所测土壤电阻率在100欧姆以上，则不要使用牺牲阳极保护法。

在选用外加电流保护法时，依照土壤腐蚀性进行最小电流计算。对于阴极保护电网要依照接地网自然腐蚀电位确定，在选择电位时，如能将电流密度降到最低，则不需要考虑电位。选用阴极电极保护技术完善变电站防雷接地系统，能使变电站运行更加安全、可靠。

4　阴极电极保护在变电站防雷接地中的施工

4.1在施工中应注意的主要问题

如果选用牺牲阳极保护法，在选择和设计阶段一定要按照国家规定的相应标准执行，并交由专业公司或专业人士操作。对于具体施工方案和实施程序，在满足国家规定标准的同时，也要满足专业设计要求。

4.2分析两种保护技术存在的优缺点

牺牲阳极保护法的优点是在使用时可以不外加电源，干扰性较小。无论是在管理上还是在维护上都很简单，工作期间电流分布也很均匀，工作效率较高，在工程上的投资与保护长度基本成正比［3］。但其缺点则是一定要使用高质量覆盖层，难以对被保护电流进行控制，且不能在土壤电阻较高环境中使用，更要定期更换阳极金属材料。

外加电流保护法的优点主要有不会影响外界环境电阻率，对于覆盖物的要求也不高，无论是在大型变电站还是在工程量较大的环境中都能使用，也可以随意控制输出电流，使用寿命也很长，即便不更换也更长时间使用。但这种保护法也有一定的缺陷：首先，一定要外加电源才能正常工作，严重干扰在其附近的金属建筑物；其次，需要经常对其管理与维护。因此，要选用哪种保护技术一定要结合变电站防雷接地技术的实际情况［4］。