淺談接地裝置的腐蝕機理及防腐措施

沈萍++張強++樊超++張寅

摘 要：該文首先對接地裝置腐蝕的危害性、易發(fā)生腐蝕環(huán)境和易發(fā)生腐蝕的部位進行了分析，進一步結合現(xiàn)有研究對接地裝置的腐蝕機理進行總結和討論，就接地裝置防腐蝕的問題提出了相應的解決對措，旨在為防雷工程及其相關領域的設計施工提供參考。

關鍵詞：接地裝置 腐蝕 防腐措施

中圖分類號：TM64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0117-02

Discussion on Corrosion Mechanism and Anti-corrosion Measures of Grounding Device

Shen Ping Zhang Qiang Fan Chao Zhang Yin

（Changan District Meteorological Bureau of Xi`an， Xi`an Shannxi， 710199， China）

Abstract：This paper first grounding device corrosion damage， prone to corrosion and easy corrosion areas are analyzed， summarized and discussed further based on the corrosion mechanism of the existing research of grounding device， finally puts forward some concrete measures to prevent corrosion of grounding device， to provide the reference for design and construction of lightning protection engineering and related fields.

Key Words：Grounding device； Corrosion； Corrosion prevention

防雷裝置的防護效果很大程度上取決于接地裝置的效果，而接地裝置又因各種原因容易被破壞。本身土壤具有電阻率較低的特征，部分土地相對潮濕，在土地中含有電解物質(zhì)、酸、堿、鹽等成分，這些成分會嚴重地腐蝕接地裝置，在這種情況下，接地裝置的使用壽命將大大縮短，嚴重時甚至會導致接地線和接地網(wǎng)斷裂或脫離，最終引起嚴重的接地隱患。從相關資料一周可以看書，一旦接地裝置被土地中的電剪絨制品等成分腐蝕以后，接地裝置中的接地電阻就會嚴重超標，當接地裝置的接地線遭受嚴重腐蝕，會與接地網(wǎng)斷裂，最終導致發(fā)生“失地”的情況。部分防雷設備以及電力設備一旦出現(xiàn)“失地”的問題，就會導致防雷設備的防雷功能失效，在接地過程中會出現(xiàn)短路的問題，引起多重事故。因此，必須重點解決接地裝置中的腐蝕問題，通過有效的防腐措施來有效地規(guī)避接地裝置被腐蝕而指示設備“失地”的情況發(fā)生。

1 接地裝置腐蝕環(huán)境和腐蝕部位

1.1 接地裝置的腐蝕環(huán)境

大氣和土壤是導致接地裝置遭到腐蝕的兩個主要的環(huán)境，前者主要是對接地裝置中的接地引線以及電纜溝內(nèi)的均壓帶進行腐蝕，后者則主要腐蝕水平接地體。

1.2 接地裝置容易發(fā)生腐蝕的部位

接地引線、接地裝置的連接螺絲、干接觸、均壓帶、水平接地體等都是接地裝置最容易發(fā)生腐蝕的地方，這些地方不僅僅會受到土壤的腐蝕，甚至大氣環(huán)境也會對這些裝置進行腐蝕。

2 接地裝置的腐蝕原因

接地裝置受到腐蝕的原因多種多樣，電化學腐蝕以及吸氧腐蝕都會導致接地裝置受損，在污染較嚴重的場所中，接地裝置的腐蝕原因主要是吸氧腐蝕。接地裝置的腐蝕原因大致可以分為下述幾種類型。

（1）在風化石、砂質(zhì)、偏酸性等土壤中，對接地裝置的腐蝕性最強，這些土壤環(huán)境中也最易發(fā)生吸氧腐蝕。如各種高山微波站、轉播臺等的接地網(wǎng)的腐蝕就屬于典型的吸氧腐蝕。

（2）一般是采用再生鋼材來制作接地體，當再生鋼材的雜質(zhì)中超標時，接地體在土壤中就會對電池進行腐蝕。這在許多地網(wǎng)改造工程中，由于施工單位偷工減料，建設單位監(jiān)督不良而又不進行防雷工程驗收的情況下易發(fā)生。

（3）降阻劑本身腐蝕性較強，尤其是化學降阻劑中含有大量的無機鹽，這些無機鹽會導致接地裝置產(chǎn)生化學腐蝕。部分固體降阻劑的膨脹系數(shù)，和接地體之間存在差異性，這就導致，在一定時間內(nèi)，由于熱脹冷縮等原因降阻劑與接地體產(chǎn)生縫隙，這種縫隙的產(chǎn)生會導致出現(xiàn)腐蝕電位差，最終導致接地裝置受到嚴重的腐蝕。

（4）屬于施工方面的原因有：①在土壤中本身，上層土壤和下層土壤相比含氧量較高，當施工過程中接地氣的填埋深度不夠時，就會導致接地裝置受到嚴重吸氧腐蝕；②施工過程中，回填土，選擇了砂石或建筑垃圾，增大了回填縫隙，使空氣容易滲透，增大了吸氧腐蝕條件；③在焊接接地裝置時，存在虛焊和假焊的現(xiàn)象，另外，也沒有針對焊接頭進行必要的防腐處理；④在接地裝置的施工過程中，沒有對接地線刷防腐漆，缺乏必要的過渡防腐措施；⑤在對地網(wǎng)進行擴張時，將接地設備裝置到電纜溝的均壓帶，甚至將新地網(wǎng)直接安裝在原地網(wǎng)的電纜溝中，本身接地裝置的均壓帶就十分容易遭受腐蝕，一旦焊接頭造成腐蝕以后，就會導致地網(wǎng)支解。

3 接地裝置防腐措施

3.1 接地極防腐措施

3.1.1 正確選用接地體用材、埋深和采取優(yōu)良施工工藝

在選擇接地裝置的材料時，切記不能使用再生鋼，才能夠有效地防止接地體的腐蝕。在接地裝置的施工過程中，接地體的填埋深度必須大概60 cm以上，另外不能采用砂石或建筑垃圾回填，必須通過分層回填系統(tǒng)的方式，夯實接地裝置。接地裝置的焊接頭切忌出現(xiàn)虛焊和假焊的現(xiàn)象，牢牢把控焊接頭的焊接質(zhì)量，為了防止焊接頭出現(xiàn)腐蝕，應當涂刷防銹漆，降低焊接頭的腐蝕率。另外，為了防止接地體和地網(wǎng)出現(xiàn)脫節(jié)的情況，在施加降阻劑和不施加降阻劑的地方，應當涂刷防銹漆進行過渡，有效地規(guī)避接地裝置出現(xiàn)電化學腐蝕情況。

3.1.2 用性能優(yōu)良的高效降阻劑

作為一種新型的降阻材料，高效降阻劑具有穩(wěn)定的化學功能，能夠保護接地裝置中的金屬不受土壤和空氣的腐蝕?！督底鑴┘夹g條件》規(guī)定，在對新型建筑材料的抗腐蝕性進行試驗時，其試驗結果中，表面腐蝕率應低于每年0.03 mm。降阻劑一般擁有弱堿性的特點，一般在24 h以內(nèi)，降阻劑漿料就能夠完全凝固。一方面來講，將組建擁有弱堿性特點，能夠保護接地電極；另一方面來講，降阻劑易凝固的特點，能夠有效地防止土壤中的腐蝕液體侵入到金屬電極中，對接地裝置產(chǎn)生腐蝕作用。一般當土地電阻率較高時，就需要通過高效降阻劑來對該場所進行防腐處理，從而保障該接地的電阻值滿足國家標準。實踐表明，合理采取防腐措施能夠使接地裝置接地電阻值更加穩(wěn)定，當接地裝置安裝好一段時間后，電阻值就會穩(wěn)定下降，在這種情況下，一般不會出現(xiàn)腐蝕的情況。

3.1.3 陰極保護法

為了防止被保護金屬被腐蝕，一般會在被保護金屬外部添加陰極極化。陰極保護可以通過犧牲陽極法和外加電流法兩種方法來實現(xiàn)，第一，犧牲陽極法指的是在更易腐蝕的金屬或合金部位添加陽極，通過腐蝕溶解氧及部位來保護陰極，也就是保護接電網(wǎng)；第二，外加電流法，也被稱之為強制電流法，在連接接地網(wǎng)和電源負極時，在外部添加了直流電源，這種情況下，接地網(wǎng)成為陰極以后就能夠進行陰極極化，保護接地網(wǎng)的金屬不受腐蝕。上述的兩種陰極保護法，能夠有效地保護接地裝置的接地網(wǎng)，在保護接地網(wǎng)實踐過程中，上述兩種陰極保護法都得到了廣泛的運用。土壤中土壤pH值、含水率、透氣性等特征使得不同的圖像具備了不同的特征，在涉及陰極保護時，必須根據(jù)圖像特征來決定保護電流以及接地網(wǎng)的總表面積。接地網(wǎng)的陰極電位≤-850 mV（相對Cu/CuSO4飽和電極），或者使接地網(wǎng)的自然腐蝕電位負移250～300 mV不小于100 mV，借助接地網(wǎng)的陰極保護法，才能夠有效地防止接地裝置金屬腐蝕。一般情況下，接地網(wǎng)的最小保護電流密度應當保持在10～100 mA/m2之間。帶陰極保護法中，不需要在接地網(wǎng)中添加降阻劑，另外，為了降低陽極部位的接地電阻，一般需要通過化學填實包或碳素回填料來回填陽極。

3.2 接地線的防腐措施

接地線的地下與水平，接地體的連接處是最易受到腐蝕的部位，該連接處經(jīng)歷了圖像和空氣兩種不同的腐蝕環(huán)境，兩種腐蝕環(huán)境為接地線帶來的腐蝕電位存在差異性，這種差異性會導致接地線出現(xiàn)電化學腐蝕的情況。一般情況下，會選擇在該連接處涂刷防銹漆，并定期對地上設備連接處進行維護和修理。

4 結語

一般產(chǎn)生接地事故，都是由于接地裝置受到嚴重腐蝕導致的，在探討接地裝置的防腐問題時，應當從接地裝置的選材、設計、施工、運行、維護等多個角度來考慮，在大量的工程實踐中可以發(fā)現(xiàn)，高效降阻防腐劑在接地裝置防腐蝕工作中的運用效果良好，能夠有效保護接地裝置的陰極。

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