摘要:通過對兩個66 kv變電站接地網的全面開挖,調查了接地網的腐蝕狀況,並分析了接地網產生腐蝕差異化的原因。
關鍵詞:接地網腐蝕1
接地裝置是確保電力裝置安全執行和人身安全的重要環節。然而,由於原接地設計及建設標準偏低,使接地的技術現狀與電力裝置技術的飛速進步不相適應,尤其是未能有效解決接地網的防腐蝕問題,使接地裝置成為薄弱環節。這就要求對接地裝置的可靠性和使用壽命給予足夠重視。
接地網腐蝕造成的區域性斷裂,接地線與接地網脫離等可導致接地電阻超標,甚至造成一些裝置「失地」的嚴重後果。
我國的接地網材料主要以鍍鋅鋼為主。接地極材料的腐蝕與土壤環境腐蝕性、接地網結構、電氣裝置執行狀況和接地網入地電流密切相關。接地網電極在地下腐蝕的腐蝕行為、腐蝕狀態未見詳細研究。
為進一步摸清接地網腐蝕主要影響因素的作用,選擇了正在進行維修接地網的瓦房店仙浴灣變電站以及謝屯變電站進行檢測與分析。通過對接地網的腐蝕狀況與土壤腐蝕性、接地網電流狀況等因素分析影響接地網腐蝕的主要因素。
1 接地網腐蝕調查
1.1 接地網腐蝕調查區域簡介
仙浴灣變電站與謝屯變電站分別位於瓦房店市仙浴灣鎮和謝屯鎮,均為6.6kv變電站,由於擴容需求,兩變電站正在進行地網改造,原有接地網結構已經全部挖開,準備重新安裝。變電站地面裝置包括變壓器及開關每變電站分別取兩處作為土壤環境、地電流情況測試點。
1.2 接地網土壤環境腐蝕性檢測與分析
接地極埋設在土壤當中,並直接與大地接觸。土壤腐蝕是接地極材料最主要的腐蝕型別,因此,土壤的腐蝕性是接地網腐蝕的重要指標。本次通過測量土壤的電阻率、瞬時腐蝕率及變電站測試點地面電位梯度評價土壤的腐蝕性。
土壤電阻率與瞬時腐蝕速率反應土壤環境電化學腐蝕的強弱,電位梯度反應來自環境中直流雜散電流的大小。
1.3 接地網土壤環境腐蝕性檢測結果
表1為對仙浴灣變電站與謝屯變電站土壤環境腐蝕性檢測結果的測量結果。檢測結果分析表明,瓦房店仙浴灣與謝屯變電站土壤環境腐蝕性較弱,這與當地的地質因素有關,兩個變電站均地處山區,深度為1公尺的土層以山石與砂土為主,土壤電阻率較大,土壤保水性、地下水位均較低,土壤對碳鋼及鍍鋅鋼材料的腐蝕性較弱。
1.4 兩個變電站接地網腐蝕狀況調查結果
由兩個變電站土壤腐蝕性測試結果可以看出,兩個變電站所處地區的土壤腐蝕性較弱。但將變電站原接地網都開挖出來後,接地網的腐蝕表現出了明顯的差異化,表觀上看,距離變電站變壓器較近地區的接地網腐蝕非常嚴重,鋅層腐蝕殆盡,扁鋼表面布滿腐蝕產物,現場在變電站區域選擇5處典型區域,用銼刀去除腐蝕產物後,利用千分尺深度計及測厚儀確定接地扁鋼的最大腐蝕深度,接地扁鋼與變壓器的距離與腐蝕深度之間的關係見圖1、圖2。
仙浴灣變電站與謝屯變電站均屬於66 kv的小型變電站,站內裝置簡單。從現場檢測結果可以清楚的看出,接地網的腐蝕存在明顯的差異化。距離變壓裝置距離越近,接地材料的腐蝕越嚴重。
由於兩個站的土壤腐蝕較弱,這種差異化更為明顯。謝屯變電站的接地網加設有犧牲陽極保護,因此在距離變壓器較遠的地區腐蝕極為輕微。但在變壓器附近,犧牲陽極的作用表現的不很明顯,距變壓器1.
5 m處接地扁鋼的腐蝕深度仍達到2.5 mm。圖3～圖6為兩個變電站各處測試點接地材料的腐蝕形貌現場檢測結果可以看出,變壓器下接地材料的腐蝕速度遠遠高於其他區域。
測試點之間的接地材料腐蝕深度差異高達32倍。產生這種差異化的因素只有變壓器的入地電流。裝置在工作的時候,abc三相負載或相位角存在差別的時候,會有額外的電流通過裝置的中性點接地流入接地網。
電流隨著與變壓器之間的距離逐漸降低。入地的電流對接地材料具有強烈的腐蝕作用。造成變壓器周圍的接地網腐蝕速度大大增加,甚至導致接地網犧牲陽極系統失效。
2 結論
通過對66 kv變電站地網的全面開挖,首次發現了接地網腐蝕的差異化。研究結果表明,接地網材料的腐蝕主要有兩種因素,土壤腐蝕與裝置入地電流。當土壤腐蝕性較弱時,接地網的腐蝕差異化越明顯。
同時發現傳統的接地網犧牲陽極防護措施在裝置入地電流較大時,其作用並不明顯。我們在接地網防腐蝕設計、施工、維護與管理上必須考慮到這種差異化,保證接地網的使用壽命。
參考文獻
[1]閆愛軍.幾種接地網材料在土壤中的腐蝕特性研究[j].腐蝕科學與防護技術,2010,22(3).
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