供电公司接地装置的腐蚀及防腐措施

摘要：防雷装置的防护效果很大程度上取决于接地装置的效果，而接地装置又因各种原因容易被破坏，尤其是腐蚀的破坏。本文讨论接地装置发生腐蚀的环境、原因、机理和容易发生腐蚀的部位及其危害性，提出防止接地装置（接地体和接地线）腐蚀的具体措施。
关键词：接地装置腐蚀   腐蚀机理   防腐措施
前言
接地装置长期处在地下，特别是土壤电阻率低的地方，如潮湿且含有一些可溶的电解质，酸、碱、盐等成分的地方。这些水分和电解质对接地装置会产生腐蚀，极大地影响装置的使用寿命。腐蚀会造成接地网局部断裂，接地线与接地网脱落，形成严重的接地隐患或构成事故。据潍坊市防雷中心防雷年度检测资料，每年都发生因接地装置腐蚀造成接地电阻超标，甚至断裂使一些设备“失地”的情况。防雷设备和电力设备“失地”会造成严重后果，使防雷设备失去作用，在接地短路故障发生时，使局部电位升高造成反击，使事故扩大。因而对接地装置的腐蚀问题必须认真对待，并采取切实可行的防腐措施。
1  接地装置腐蚀环境和腐蚀部位
1．1    接地装置的腐蚀环境
接地装置的腐蚀环境主要分为两种：
⑴ 大气腐蚀；
⑵ 土壤腐蚀。
大气腐蚀主要涉及接地引线和电缆沟内的均压带，土壤腐蚀主要涉及各种垂直和水平接地体。
1.2    接地装置容易发生腐蚀的部位
接地装置容易发生腐蚀的部位主要有：
⑴   设备接地引线及其连接螺母；
⑵   各焊接处；
⑶   电缆沟内的均压带；
⑷   水平接地体。
这些部位既有大气腐蚀的环境，又有土壤腐蚀的环境。
2           接地装置的腐蚀原因
接地装置的腐蚀原因是多方面的，主要为电化学腐蚀，又为吸氧腐蚀为主，在一些工业污染严重的场所，如有害气体及酸、碱存在的场所，还会有严重的化学腐蚀。
接地装置腐蚀原因大致可归纳为以下几种情况：
⑴   土壤腐蚀性强，特别的在偏酸性的土壤、风化石土壤和砂质土壤中，最易发生吸氧腐蚀。各种高山微波站、转播台等接地网的腐蚀就属于典型的吸氧腐蚀。
⑵   接地体采用再生钢材，这样的钢材由于杂质超标，在地下易发生电偶电池腐蚀。这在许多地网改造工程中，由于施工单位偷工减料，建筑单位监督不力又不进行防雷工程验收的情况下易发生。
⑶   使用了腐蚀性较强的降阻剂，特别是一些化学降阻剂。由于降阻剂含有大量的无机盐，加速了接地体的电化学腐蚀。一些固体降阻剂也由于膨胀系数与钢接地体不一致，经过一定的时间后由于热胀冷缩等原因降阻剂与接地体产生缝隙，产生了腐蚀电位差，加速了接地体的腐蚀。
⑷   属于施工方面的原因有：
①   接地体埋深不够，上层土壤含氧率较高，吸氧腐蚀快；
②   用沙子，碎石和建筑垃圾作回填土，增大了回填缝隙，使空气容易渗透，加速吸氧腐蚀；
③   焊接头存在虚焊、假焊现象，对焊接头没有做防腐处理；
④   接地引线没采取过渡防腐措施，没有刷防腐漆；
⑤   扩大地网时，把新地网接到原地网的电缆沟，或把设备的接地线接到电缆沟的均压带，而电缆沟的均压带又无定期防腐处理，焊接头腐蚀断开造成地网支解。
3           接地装置防腐措施
3.1    接地极防腐措施 www.dgzj.com
3.1.1正确选用接地体用材、埋深和采取优质施工工艺
为了防止接地体腐蚀，选用材料很关键，一般不要使用再生钢。接地体的埋深一定要达到0.6m以上，并用细土回填，分层夯实，不要用碎石和建筑垃圾回填。对焊接头的焊口长度，焊接质量要严格把关，不能有虚焊、假焊现象。对焊口要刷防锈漆进行处理。施加降阻剂防腐剂要均匀，不要有脱节现象，对施加降阻剂和不施加降阻剂的地方要刷防锈漆进行过渡，防止因电位不同引起的电化学腐蚀。
3.1.2 用性能优良的高效降阻剂
     高效降阻剂是一种新型降阻剂材料。性能优良的降阻剂具有稳定的化学性能，对接地金属无腐蚀作用，同时还能保护金属不受腐蚀。《降阻剂技术条件》规定，在实验室的试验中表面腐蚀率应不大于0.03mm/年，在埋地的金属腐蚀试验中表面平均腐蚀率应不大于0.05mm/年。降阻剂呈弱碱性，且降阻剂浆料在24小时内能完全凝固。从化学角度看，一方面，降阻剂呈弱碱性对接地体有一定的保护作用；另一方面凝固后的降阻剂将成为金属电极的固体保护层，以隔离土壤中腐蚀液体的侵入。自2002年以来，潍坊市防雷中心先后承担了很多防雷接地工程，对一些土壤电阻率高且需要采取防腐措施的场所，采用高效降阻剂，辅助其他降阻手段和合理的设计，接地电阻值均达到国家标准。通过潍坊市防雷中心多年来的跟踪测试表明：接地装置接地电阻值稳定，且随着时间的推移，接地电阻值稳中有降，接地体基本无腐蚀现象发生。
3.1.3 阴极保护法
     阴极保护法是通过对被保护金属（如接地网的普通碳钢）进行外加阴极极化来防止金属腐蚀的方法。阴极保护可通过两种方法实现，一是牺牲阳极法；二是外加电流法。牺牲阳极法简单易行，它是在被保护的接地网上连接电位更负、更容易腐蚀的金属或合金（如镁及镁合金阳极、锌合金阳极），靠阳极的腐蚀溶解达到保护阴极（接地网）的目的。外加电流法（亦称强制电流法）是利用外加直流电源，将被保护的接地网与电源的负极连接，使接地网变成阴极而极化，从而达到防止金属腐蚀的目的。两种阴极保护方式各有特点，它们在接地网的保护中得到了成功的应用。阴极保护要根据土壤特性（主要是土壤电阻率，其次是土壤的PH值、含水率、透气性）、接地网的总表面积、总的保护电流来设计。但无论采取何种阴极保护方式，都应使接地网的阴极电位≤－850mV（相对Cu/CuSO4饱和电液），或者使接地网的自然腐蚀电位负移（250-300）mV，不小于100mV。只有接地网的阴极极化电位得到保证，才能有效地防止金属的腐蚀。接地网的最小保护电流强度一般在10mA/m2-100mA/m2之间。接地网实施阴极保护时整个地网不需要使用降阻剂，但埋设牺牲阳极或辅助阳极的地方需要化学填实包或碳素回填料，以降低阳极的接地电阻。接地网防腐采用阴极保护后一般可以延长使用寿命25年-30年。