隨著對電力輸變電系統(tǒng)的安全性要求的提高,對接地網(wǎng)的性能和安全運行的要求也越來越嚴格,對接地體材料的耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性的要求也越來越高。由于資源和經(jīng)濟等原因,我國接地網(wǎng)所用材料主要為碳鋼。接地網(wǎng)的腐蝕源于普通碳鋼在腐蝕性土壤環(huán)境中的電化學腐蝕以及電網(wǎng)設備運行中的泄流電流造成的腐蝕。腐蝕使接地網(wǎng)材料表面生成氧化物,截面積減小或甚至斷裂,造成接地性能不良和熱穩(wěn)定性惡化,危及設備及人身安全。因此緩解接地網(wǎng)金屬材料腐蝕,保證接地網(wǎng)接地性能的穩(wěn)定性,延長接地網(wǎng)使用壽命,是輸變電系統(tǒng)安全生產上要解決的課題。我國輸變電系統(tǒng)變電站有許多是建在具有中等以上腐蝕性的土壤中,碳鋼接地網(wǎng)的腐蝕十分普遍。一些地區(qū)的輸變電系統(tǒng)接地網(wǎng)的使用壽命僅有10年,腐蝕嚴重的3~4年就出現(xiàn)接地網(wǎng)或引下線腐蝕斷裂。而且在這過程中因腐蝕發(fā)展使接地電阻增大而惡化接地網(wǎng)的接地性能。
為防止接地網(wǎng)銹蝕影響接地性能,目前通常采用擴大接地體截面;使用鍍鋅鋼材料;使用降阻劑、混凝土包裹等方法。也有想用導電涂料表面涂裝等方法。
采用鍍鋅鋼材料,試驗表明,在輸變電設備接地網(wǎng)有泄流電流的影響時,其耐蝕性能與普通碳鋼相比,提高不多,不能明顯改善接地網(wǎng)的防蝕性能。
使用降阻劑時,如果其降阻是由于含有強導電性的鹽份起作用,則會增加對接地網(wǎng)的腐蝕性。
采用導電涂料表面涂裝的方法由于對導電涂料的導電性能和理化性能要求高,價格昂貴,施工難度大,使用壽命有限。
電化學陰極保護技術是控制和減緩接地網(wǎng)金屬腐蝕的極有效而又很經(jīng)濟、省事的方法?捎糜诶、新接地網(wǎng)的防蝕保護,使原接地網(wǎng)使用壽命延長1倍以上,并且防止了因腐蝕而劣化接地性能。實踐表明,對接地網(wǎng)實施電化學保護具有投資不大、施工快捷、運行穩(wěn)定,保護效果良好。
電化學保護技術防蝕的原理是基于金屬腐蝕的電化學理論,為了緩解金屬在電解質(水、土壤等)中表面陽極區(qū)的溶解(腐蝕),人為地由外部向地下腐蝕的接地網(wǎng)金屬提供陰極直流電流的方法,在被保護金屬表面微陽極區(qū)疊加與局部腐蝕電流方向相反的電流,使金屬電化學電位降低(陰極極化),迫使金屬表面的陽極區(qū)消失或轉變?yōu)殛帢O,因此從根本上降低金屬的腐蝕傾向和腐蝕速率,減少金屬的溶解,達到抑制接地網(wǎng)碳鋼土壤腐蝕的效果。
根據(jù)外部提供陰極電流的方式的不同,陰極保護方法可分為犧牲陽極法和外加電流法兩種。
犧牲陽極法是用一種更活潑的金屬或合金與被保護的金屬連接在一起,靠該合金不斷地腐蝕溶解產生的電流來保護被保護的金屬。可用作犧牲陽極的材料有鋅合金,鎂合金,鋁合金等。這種方法不需要外部電源,但須在變電所地下埋設數(shù)量較多的犧牲陽極塊,并且需定期更換。若土壤電阻率大,則因犧牲陽極金屬能輸出的電流很小而無法采用。
外加電流法陰極保護技術是依靠外部的自動控制直流恒電位/恒電流電源向接地網(wǎng)提供陰極保護電流的方法。它通過埋設于地下的陽極向作為陰極的接地網(wǎng)金屬輸送所需的保護電流;以參比電極來控制保護電流的大小。此種方法可輸出的電流大且可調,電位可以人為設定,使用壽命長,因而適用于在面積大或土壤電阻率高的接地網(wǎng)上采用。但在保護裝置系統(tǒng)的設計上要考慮全面,小心。 |