变电站接地装置的腐蚀、危害及防腐措施.docx

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1、中国电力规划设计协会 供用电设计技术沟通会资料变电站接地装置的腐蚀、危害及防腐措施郑州电力设计院2023 年 11 月变电站接地装置的腐蚀、危害及防腐措施张玉敏郑州电力设计院450012摘要：接地装置在运行中起着格外关键的作用是，一次及二次设备的安全命脉但，因接地装置简洁发生腐蚀，造成接地网局部断裂、接地线与接地网脱落，从而形成严峻的接地隐患和构成事故。假设能解决好变电站接地 装置腐蚀难题，满足高、低压电气设备长期、安全生产,保要求障系统和设备的安全稳定运行，则能大大提高电网运行的经济效益和社会效益。关键词：电力系统；变电站；接地技术；接地装置；腐蚀；防腐；措施1、前言变电站的接地系统是维护电

2、力系统安全牢靠运行、保证运行人员和电气设备安全的根本保障和重要措施。 近年来，随着电力系统容量的快速扩大，入地短路电流的大幅上升、先进监控设备抗干扰力量的减弱，我们 更应当亲热关注接地技术，接地技术也渐渐进展成为一门与电气工程、电气安全、电磁场理论、数值计算方 法、地质勘探及测量技术等科学相关的穿插学科。变电站的接地装置则在运行中起着格外关键的作是用一，次及二次设备的安全命脉但，因接地装置简洁发生腐蚀，造成接地网局部断裂、接地线与接地网脱落，从而形成严峻的接地隐患和构成事故。目前，为了减 少故障几率，均对变电站腐蚀状况实行了一系列的应对措施假设，能解决好变电站接地装置腐蚀难题满，足高、低压电气

3、设备长期、安全生产要求，保障系统和设备的安全稳定运行，则能大大提高电网运行的经济效益和 社会效益。2、腐蚀我们认真观看任何一种金属侵入电解液中都会发生如下现象：金属晶格中的阳离子进入溶液中，留下负 电荷，另一方面，溶解液中的阳离子也沉积到金属上，使金属的正电荷趋于过剩，总之，把金属侵入电解质 溶液中，在金属和溶液中就会发生上述两种相反的作用。当金属在电解液中，阳离子的溶液和沉析到达平衡 后，都会形成一个稳定的电极电位，其大小取决于金属和电解液的特性、温度和浓度等因素，因此，不同金属在同一电解质溶液中的电极电位也不会一样，这就是金属的腐蚀及耐腐蚀性不同的缘由，也说明不同的腐 蚀介质、温度和浓度对

4、金属的腐蚀速度均有影响。我们常见的金属自然电位序列表为不：锈金钢铜标准氢电极锡铅钢、铸铁硬铝合金铝锌，我们可以知道金属是否简洁受到腐蚀即，在自然电位序列中将不同位置的两种金属组合到一起时，将使贱金属成为阳极，贵金属成为阴极的电池，阳极将受到腐蚀。如在钢 制水槽旁四周假设有铜棒或铜线的电极，则钢水槽首先受到腐蚀。腐蚀可以从三方面定义：i、 由于材料与环境反响而引起的材料破坏和变质；ii、 除了单纯机械破坏以外的材料的一切破坏； iii、冶金的逆过程总之腐蚀是由于物质和环境反响而引起的损耗。金属的腐蚀是金属外表与四周介质发生化学和电化学反 应引起的破坏现象。腐蚀过程是化学的、电化学的和物理的。化学

5、腐蚀是指金属外表与四周介质发生化学反 应而引起的腐蚀现象，其特点是腐蚀的过程中无电流产生；物理腐蚀是指单纯的物理溶解作用引起的破坏， 如金属在高温溶盐、溶碱、液态金属相接触时就会消灭这种腐蚀；电化学腐蚀时指金属外表与四周介质发生 电化学反响而引起的腐蚀现象，其特点是腐蚀过程中有电流产生，金属在潮湿气体、海水、土壤及电解液溶 液中的腐蚀过程绝大多数属于电化学腐蚀。3、接地装置的腐蚀环境接地装置的腐蚀环境主要分大气腐蚀和土壤腐蚀两种，在变电站中常见的这两种腐蚀是接地引下线和电 缆沟内的均压带、各种垂直和水平接地体的腐蚀。腐蚀的程度主要取决于用于保护构筑物和连接线埋在或浸 没在腐蚀性环境中时会受到腐

6、蚀的影响。土壤中的含水量、电阻率、通气性和松紧度、土壤PH的值及土壤含盐量都对腐蚀有着直接的影响。4、接地网腐蚀调查及相关危害对一些变电站进展了开挖调查发，现均有不同程度的腐蚀有，的接地网的扁钢已被腐蚀掉80%且有多处断裂。造成相关一次设备烧坏、二次设备被串入高压，严峻威逼着设备和运行人员的安全。郑州电力公司依据省公司关于开展电力工程接地网接地装置普查的通豫知电2023402 号的要求，开展了认真细致的工作, 对主设备接地检查的结果是：所辖110KV变电站主设备接地存在的问题主要是常庄、孝义、马庄、卫星变电站的热稳定校核不符合要求，地网腐蚀严峻，局部储油设备、主变中性点为单点接地，不满足两点接

7、地的要求龙，门架是通过爬梯接地的不，符合要求。对地网开挖检查36 个变电站, 除个别的腐蚀较严峻其余的目前状况良好，符合要求。其2中20对kV金岱变电站进展的调查结果为：i、 敷设在电缆沟和经过电缆沟的接地线有肯定腐原蚀有，40mm 4mm扁钢已不符合目前电力系统供给的短路电流的要求，需更换为80mm8mm热镀锌扁钢。ii、 运行的主接地网有肯定腐蚀。主接地网原5有00mm2 扁钢也已不符合目前电力系统供给的短路电流的要求，需更换为800mm2 镀锌扁钢。iii、运行的避雷针地网有肯定腐蚀。总结：腐蚀的缘由是电缆沟内常常积水，比较潮湿，潮气在接地扁钢外表形成很多小水珠或一层水膜，氧气 在水珠或

8、水膜内的浓度不均匀，在水珠边缘和中心间形成氧浓差腐蚀电池，边缘局部为阴极，中心局部为阳 极。对110kV上街变电站进展的调查结果为：主要设备接地引下线与地网导通状况的测试承受直流双臂电桥测量。测量接线1：见图测量结果：地网.避雷针测试表：测试地点接地电阻测试地点接地电阻避雷针0.3站用变1#0.14上2#主变0.2II 窝上0.1310KV高压室0.13测量仪表电压线电流线地网及接地引下线接地引下线导通状况测试表： 测试地点图1参考地点直流电阻上1#主变上2#主变54上1#主变37上1#主变281#站用变上1#站用变2810KV高压室柜9999整111汇控柜II 窝上220滤波117整1122

9、1I 窝上215上 110KV东母南PT.上 110KV西母18PT整11319上11315测试地点参考地点直流电阻整11414上东11016上北110东母北PT17III窝上218上11218上11118索上221对110kV永安变电站进展的调查结果为：地网.避雷针测试表：测试地点接地电阻测试地点接地电阻永110西旁永11 表西1#主变母线桥接地引下线导通状况测试表：0.30.250.28永1#避雷针永2#避雷针永3#避雷针永4#避雷针0.40.30.50.5测试地点参考地点直流电阻II 常永2用110西旁刀闸64II 常永2CT56II 常永2 甲56II 常永2 旁78II 常永2A 相

10、抽压PT88永110 CT44永11033I 常永2OC测试地点参考地点91直流电阻I 常永2 旁62I 常永2 甲45I 常永CT54I 常永开关80永通1 开关72永通1CT52永通1 甲刀59永通1 旁刀54永通1A 相抽压PT7335KV高压室东南龙门架10210KV高压室1#主变母线桥98永112甲永11 表西62永112CT84永112开关54永112东刀63II 常永2 东刀60永110东52永110联东49永110联西41永110西54永110KV西母PT36永110KV避雷器502#主变78永112中地841#主变90永111中地102永111甲71永111 CT56永111

11、开关56永111西56I 常永2 西70永通1 西57由上述结果可知，接地引下线及地网均存在肯定的腐蚀。接地网损坏造成的危害有：变电站接地网是防雷接地、保护接地、工作接地三者的统一；假设接地网损坏，雷电流就不能引入大地，雷 电过电压对变电站设施及运行人员将造成危害；设备绝缘损害，危及人身安全，不能满足系统运行方式的需 要，不能保证电气设备和二次系统在正常和事故状态下牢靠工作。5、腐蚀缘由及相关建议总结造成腐蚀的缘由有如下几个方面：i、 接地网设计中没有充分重视按腐蚀条件合理选择导体的材料及截面积，譬如在腐蚀性较强的地区或重要变电站对接地装置使用功能和寿命要求较高的地区，应首先考虑选用铜材料。优

12、先承受圆棒性金属铜或钢作水平主接地极及接地引下线尽量避开使用扁钢。对于选择接地线的截面如按Sg公I式gte/C,其中te 取主保护动作时间tm、断路器失灵动作保护时间tf 和断路器开断时间t0 的算术和，如按te=0.5S 选择接地截面则会偏小，应按te=2S选取较适宜。ii、 对接地引线和接地网导体没有实行必要的防腐措施，这样随着时间的推移，导体的有效截面不断减小， 以致不能满足热稳定和动稳定的要求，当工频接地短路电流或雷电流流经接地网时，可能因发热或电动力导致接地体和接地引线断裂，引起设备事故，造成巨大经济损失。可以转变电缆沟的接地线的传统布置方式，可将电缆沟的接地线嵌于电缆沟混凝土两壁中

13、，以降低防腐速度。iii、施工方面的各种缘由，如焊接有问题，还有不能保证接地体回填土的质量等。6、防腐措施接地体在土壤中的腐蚀主要缘由是由于导体外表的物理化学的不均匀性，或是由于与不同材料的导体相 邻近或相接触，和土壤中的电解质溶液构成原电池而引起的。所以我们应当想方法消退形成腐蚀原电池的各 种条件或尽量减缓极化反响速度。现将目前常用的几种防腐措施进展分析。i、 正确选择导体材料对接地体材料的选择应进展技术经济的全面分析比目较前。普遍承受的接地网导体是铜和钢两种铜。的 抗腐蚀力量强，但与接地网连接或相邻的设备外壳构、架根底、电缆皮、水油气管道都是由钢铁或铅做成的，它们会与铜构成原电池，加速腐蚀

14、。考虑到未镀锌的钢铁在土壤中的腐蚀速率为铜4的5倍，而 镀锌钢的腐蚀速率一般为铜的12倍，我们目前承受的是镀锌钢为接地网导体材料但。从长期运行的技 术经济分析来说，承受铜接地体材料比钢接地体材料好。ii、 合理设计设计中，在测量土壤电阻率的同时，测量该土壤对铜、钢、镀锌钢的腐蚀速率，并预期使用年限，考虑余度，考虑远期电网进展，计算按腐蚀要求所选导体截面与按热稳定要求所选导体截面相比取较大，者。iii、承受阴极保护法在变电站中埋入电位更负的活泼金属与被保护金属偶从接而，减缓或阻挡腐蚀的作用根。据供给保护电流方式的不同，阴极保护法又可分为牺牲阳极和外加电流两种。iv、合理施工如为防止电偶腐蚀，缝隙

15、腐蚀，应承受焊接，避开使用螺栓连接和压接焊。接工艺中首推放热焊。接地引下线由一般的防腐漆改为环氧沥青也，可考虑承受外包混凝土块的预制件作为接地引下另线外。还有 保证接地体回填土的质量等。v、 外层保护法在导体外表用掩盖层是防止腐蚀最普遍的方法覆，盖层的作用在于使导体与外界隔离以，阻碍金属外表的微电池作用，掩盖分两类：金属掩盖层和非金属掩盖金；属掩盖层如电镀铜钢导体非，金属掩盖层如油漆、沥青、塑料等。电力系统中，土壤中普遍承受焦油沥青掩盖层，主要用于地下管道和地下引线的 防腐。承受金属掩盖层时，应留意掩盖层的完整性。vi、承受缓蚀剂缓蚀剂可以分为有机和无机两类缓。蚀剂的作用是阻碍阳极反响或阴极反

16、响或同时阻碍两种反其应作，用实质是阴极或阳极过程变缓慢。vii、转变土壤环境加强排水降低水位埋；设接地装置时回填腐蚀性小的土壤往；酸性土壤中接地装置的四周填充石灰石块。viii、加强运行中的监测按接地规程要求定期检测接地网的接地电阻记，录时间、温度和湿度，如接地电阻明显上升，应首先考 虑网外的降阻剂是否失效，外引线是否腐蚀断裂，必要时开挖检查。ix、接地网承受二重防腐措施施工前，把镀锌扁钢或圆钢外再涂上一层导电防腐涂料待，涂完全枯燥后埋入土壤中可，提高使用寿 命，这就是大型接地网的二重防腐措施。7、结论总之，随着现代大电网向超高压、大容量和远距离方向的进展，对于电力系统安全、稳定及经济运行 的要求越来越高，为了确保电网的安全稳定运行，提高供电的牢靠性，必需配备一套与一次系统相适应的安 全保护系统，因此需要一个良好的发电站接地装置，发电站的接地装置对于保证电力系统的安全运行起着至 关重要的作用。着力争论接地防腐措施势在必行！让我们不断总结阅历和教训，进一步提高防腐力量，为电 力系统安全运行做出奉献。8、地网开挖照片上街变01上街变03永安变01上街变02上街变04永安变02永安变03永安变04参考文献1 李景禄 变电站接地网运行中存在的问题及改进措施，高电压技术2 曾永林接地技术3 关根志超高压变电站一次线对二次线的干扰