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。

参考文献：

[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.