甘肅典型地區(qū)電力接地網(wǎng)腐蝕規(guī)律與防腐對(duì)策研究

楊潔，李小娟，周志軍，馬少謙，姜梅

(國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，甘肅蘭州730050)

甘肅典型地區(qū)電力接地網(wǎng)腐蝕規(guī)律與防腐對(duì)策研究

楊潔，李小娟，周志軍，馬少謙，姜梅

(國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，甘肅蘭州730050)

根據(jù)甘肅省地域氣候、環(huán)境狀況特點(diǎn)，選取典型變電站進(jìn)行土壤理化性能測(cè)試，評(píng)價(jià)土壤的腐蝕性，并根據(jù)金屬試片埋片失重法進(jìn)行腐蝕速率及腐蝕性評(píng)價(jià)的驗(yàn)證，提出典型地區(qū)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)時(shí)的防腐措施。

腐蝕評(píng)價(jià);驗(yàn)證;防腐措施

甘肅省具有地域狹長(zhǎng)、氣候多變、環(huán)境狀況復(fù)雜等特點(diǎn)，使甘肅電力接地網(wǎng)的腐蝕性問(wèn)題更為突出。通過(guò)對(duì)甘肅電網(wǎng)接地網(wǎng)腐蝕狀況的普查工作，篩選出全省典型地區(qū)的30個(gè)變電站進(jìn)行土壤理化性能等測(cè)試，用多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)土壤的腐蝕性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并結(jié)合經(jīng)典的埋片失重法進(jìn)行腐蝕速率及腐蝕性評(píng)價(jià)的驗(yàn)證。定性給出甘肅典型地區(qū)接地網(wǎng)腐蝕主要原因分析、可采取的防腐蝕措施等，對(duì)于指導(dǎo)今后接地網(wǎng)壽命評(píng)估研究、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)以及保障電網(wǎng)安全、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)意義。

1 典型變電站選取原則及土壤特性

1.1 典型變電站的選取原則

甘肅處于我國(guó)氣候自東南溫暖多雨帶向西北內(nèi)陸干旱少雨帶逐漸變化的過(guò)渡地帶，境內(nèi)由于許多高山和甘南高原的隆起，使氣候變化出現(xiàn)復(fù)雜的格局。根據(jù)蘭州大學(xué)地理系副教授胡雙熙繪制的“甘肅省土壤分區(qū)圖”及變電站電壓等級(jí)、土壤特征、環(huán)境特征、建設(shè)與運(yùn)行時(shí)間、電力發(fā)展速度等因素考慮，將甘肅劃分為蘭州及白銀地區(qū)、河西地區(qū)、隴東地區(qū)、天水及隴南地區(qū)、甘南地區(qū)，并選取了30個(gè)變電站作為試驗(yàn)點(diǎn)。

1.2 典型地區(qū)土壤特性

(1)蘭州地區(qū)土壤整體狀況是粘土含量較高，較松軟，不易板結(jié)，可塑性差。

(2)天水地區(qū)土壤整體狀況是粘土含量高，水分相比較略高，含水狀態(tài)下松軟，干燥后出現(xiàn)板結(jié)、堅(jiān)硬現(xiàn)象。

(3)隴南地區(qū)西部土壤砂石及水分含量大，粘土較少，無(wú)可塑性。東部土壤含水量及粘土含量高，土質(zhì)粘性大，可塑性強(qiáng)。

(4)河西走廊西部荒漠戈壁中砂石含量很高，較干燥，呈粉土狀態(tài)，無(wú)可塑性;走廊中部及東部土壤粘土含量略高，土壤松軟。

(5)白銀地區(qū)土壤整體狀況是土質(zhì)松散，可塑性差，土壤鹽堿性較大，地面出現(xiàn)白色返堿現(xiàn)象。

(6)隴東地區(qū)土壤粘土含量較高，砂石量少，土質(zhì)松軟，可塑性較強(qiáng)。

(7)甘南地區(qū)土壤粘土含量較高，砂石量少，土質(zhì)堅(jiān)硬。

2 土壤腐蝕性規(guī)律

根據(jù)多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法中的德國(guó)DIN50929標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)法，選取土壤對(duì)其浸出液進(jìn)行pH、碳酸根及重碳酸根離子、水溶性硫酸根、酸溶性硫酸根、氯離子、易溶鹽總量等測(cè)試，同時(shí)測(cè)量土壤的含水量、電阻率、氧化還原電位、溫度等指標(biāo)。

本文對(duì)選取的30個(gè)典型地區(qū)的變電站土壤腐蝕性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。甘肅中部地區(qū)，主要是蘭州、白銀地區(qū)，土壤腐蝕性較強(qiáng)，主要原因是鹽漬土地區(qū)、城市污染地區(qū)等原因;在東南部地區(qū)，包括隴南、天水、隴東地區(qū)，土壤腐蝕性較小，主要原因是土壤中含鹽量較小，土壤均一性較好;河西西部地區(qū)土壤腐蝕性略大，主要是因?yàn)橥寥谰恍?砂石含量大)較差，含鹽量、含氧量均較高，中部酒泉、張掖地區(qū)，土壤水分含量大，含鹽量較小，整體均一性較好，相比河西西部土壤腐蝕性較小。

3 變電站接地網(wǎng)腐蝕性規(guī)律

變電站地表處理方式、土壤的夯實(shí)程度及地網(wǎng)埋設(shè)位置對(duì)接地網(wǎng)腐蝕性影響也相對(duì)較大。

一般變電站地表主要有三種處理方式:三合土夯實(shí)處理、自然地表(植被茂盛或鹽漬土)、三合土+道渣石處理。其中自然地表處理方式土壤松軟、含氧量高，地表降水易滲入土壤中，使土壤水分含量較大，因此變電站自然地表處理方式不利于接地網(wǎng)的防腐。變電站地表三合土+道渣石處理方式主要應(yīng)用于河西地區(qū)，為防止大風(fēng)天氣產(chǎn)生地表?yè)P(yáng)塵，道渣石間空隙較大，會(huì)使在道渣石中埋設(shè)的接地金屬受溫度、水分、氧氣的影響，腐蝕較為嚴(yán)重。三合土夯實(shí)處理的地表，土質(zhì)密實(shí)，含氧量及地表降水深入量小，對(duì)接地金屬防腐有較好的作用。

同一變電站中按腐蝕程度的排序，最嚴(yán)重的是電纜溝中接地帶或道渣石中埋設(shè)的接地帶的腐蝕，其次是接地引下線(xiàn)的腐蝕，最后是主接地網(wǎng)的腐蝕，腐蝕時(shí)間一般是在投運(yùn)后5～20a。因此，埋設(shè)位置也會(huì)影響接地網(wǎng)腐蝕程度。

4 變電站接地網(wǎng)防腐蝕措施

4.1 設(shè)計(jì)方面

(1)變電站在選址后應(yīng)進(jìn)行埋設(shè)地網(wǎng)的土壤理化性能分析，并進(jìn)行土壤的腐蝕性評(píng)價(jià)，確定該變電站接地網(wǎng)材質(zhì)及防腐措施的選擇要求。

(2)電纜溝道內(nèi)的接地網(wǎng)，不宜采用普通鋼材。如采用普通鋼材，應(yīng)加強(qiáng)防腐蝕措施。其防腐涂料可選用氯化橡膠、脂肪族聚氨酯、高氯化聚乙烯以及丙烯酸聚氨酯等涂料。

(3)在埋設(shè)地網(wǎng)時(shí)，工程常用“降阻劑”置換干燥的、不保水的、電阻率較大的沙石土，以滿(mǎn)足地網(wǎng)接地電阻的設(shè)計(jì)要求，但使用經(jīng)過(guò)“降阻劑”改良的土質(zhì)，地網(wǎng)會(huì)遭受到嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕。應(yīng)采用銅、銅包鋼及其他耐腐蝕性能較好的材質(zhì)，或增設(shè)其他犧牲性金屬保證接地網(wǎng)的安全。

(4)在土壤腐蝕性較大及重工業(yè)污染區(qū)域，對(duì)接地網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有較高的腐蝕裕量;鑒于接地網(wǎng)主網(wǎng)維修困難，成本較高，且影響輸電安全，接地網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有較高的安全儲(chǔ)備。

(5)對(duì)土壤鹽堿性較大的地區(qū)，有條件的建議進(jìn)行采用換土措施，并在鹽堿土壤與更換的新土壤間增加土工膜，防止鹽堿土反滲污染新土壤。

(6)針對(duì)變電站土壤合理選擇接地材質(zhì)。

4.2 施工方面

施工方面防腐措施:采用鍍鋅碳鋼的接地網(wǎng)材料，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)有防護(hù)措施，防止鍍鋅層破損;對(duì)于地下水位很深的地區(qū)，可進(jìn)行“三合土”夯實(shí)處理，對(duì)于土壤中夾雜有礫石、砂石的，施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行過(guò)篩處理;需在工地拼裝焊接的構(gòu)件，其焊縫兩側(cè)應(yīng)先涂刷底漆，焊接完畢后應(yīng)對(duì)焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行二次表面清理，并應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行重新涂裝。

4.3 維護(hù)方面

維護(hù)措施:要建立定期巡查制度，制定維護(hù)施工規(guī)定，建立工程檔案，詳細(xì)記錄建造、驗(yàn)收、日常監(jiān)測(cè)及維修等信息;埋設(shè)在地下的接地網(wǎng)，由于維修而去掉舊的銹蝕鋼材而換上新鋼材，新舊鋼材由于自然腐蝕電位不同會(huì)產(chǎn)生腐蝕，新鋼材會(huì)加速腐蝕，因此對(duì)維修后的鋼材應(yīng)加強(qiáng)定期檢查。

［1］宋光玲，曹楚南，林海潮，等.土壤腐蝕性評(píng)價(jià)方法綜述［J］.腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，1993，5(4):268－276.

［2］陳坤漢，楊道武，喻林萍，等.電力接地網(wǎng)土壤腐蝕性的評(píng)價(jià)［J］.2008，29(10):614－617.

［3］胡學(xué)文，許崇武，李建華，等.接地網(wǎng)電化學(xué)防蝕保護(hù)若干問(wèn)題研究［J］.中國(guó)電力，2002，35(7):75－79.

［4］許崇文，胡學(xué)文，鄭敏聰.接地網(wǎng)防蝕金屬材料性能試驗(yàn)研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2003，27(8):77－79.

［5］楊潔，李小娟，李瑋，等.甘肅接地網(wǎng)腐蝕規(guī)律研究技術(shù)報(bào)告［R］.蘭州:甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，2012.

［6］馬新飛，姜萬(wàn)軍.長(zhǎng)輸管道腐蝕及檢測(cè)技術(shù)［J］.石油化工腐蝕與防護(hù)，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

楊潔(1968-)，女，河北昌黎人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，主要從事于水處理、腐蝕防護(hù)、環(huán)境保護(hù)等方面的研究。E－mail:yangjieyi@yahoo.com.cn