王昆侖

（國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，濟(jì)南 250021）

分析如何降低鹽堿地區(qū)接地材料腐蝕率

王昆侖

（國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，濟(jì)南 250021）

本文通過接地材料使用現(xiàn)狀的調(diào)查，分析了接地材料產(chǎn)生腐蝕的原因，對新型材料作為接地極情況進(jìn)行了綜合分析

接地；銅覆鋼；腐蝕

輸電桿塔的接地問題是一個(gè)看似簡單、實(shí)際卻是非常復(fù)雜而又至關(guān)重要的問題，它是維護(hù)輸電線路可靠運(yùn)行、保障運(yùn)行人員和電力設(shè)備安全的重要措施。

1 工程監(jiān)理接地材料使用現(xiàn)狀

輸電線路的桿塔接地裝置主要是為了導(dǎo)泄雷電流入地，以保持線路有一定的耐雷水平，對輸電線路安全運(yùn)行起著重要的作用。但是根據(jù)調(diào)查分析，長期埋在地下的接地裝置，由于土壤的腐蝕作用，7～8年便發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，從而影響桿塔的耐雷水平。近年來，隨著我國電力需求量的增大，在沿海等鹽堿地區(qū)將建設(shè)更多的輸電線路等電力設(shè)施，其腐蝕環(huán)境的惡劣將使得接地裝置的腐蝕和安全問題更為突出。因此開展鹽堿土壤中接地材料腐蝕行為和防腐蝕材料的研究，對保證接地網(wǎng)接地性能的穩(wěn)定性和輸電線路的安全運(yùn)行有著非常重要的作用。

目前，國內(nèi)輸電線路的水平接地體多采用鍍鋅圓鋼或扁鋼，垂直接地體采用鋼管或角鋼，該材料雖然造價(jià)低，硬度大，但耐腐蝕性差、壽命低，一般運(yùn)行5年左右就需要開挖檢修，在腐蝕性地區(qū)甚至3年就因腐蝕嚴(yán)重而全面更換，鋼材作為接地材料的缺陷是十分明顯的，各類防腐措施對鋼材只能起到有限的延緩腐蝕作用，并不能完全防腐。濱州地區(qū)土質(zhì)以堿性土為主，腐蝕性較強(qiáng)，需要使用新型材料或其他辦法降低接地材料的腐蝕率，因此要找到一種耐腐蝕性較高的材料，節(jié)省投資費(fèi)用，延長使用壽命。

2 接地材料腐蝕情況調(diào)查

沾化-濱州500kV輸電線路工程、沾化-黃河500kV輸電線路工程位于濱州地區(qū)，工程線路沿線地形50%為河網(wǎng)泥沼。我們在鐵塔基礎(chǔ)點(diǎn)附近分別取十處作為土壤環(huán)境、地電流情況測試點(diǎn)。接地極長期埋設(shè)在土壤當(dāng)中，并直接與大地接觸。土壤腐蝕是接地極材料最主要的腐蝕類型，因此，土壤的腐蝕性是接地網(wǎng)腐蝕的重要指標(biāo)。通過測量土壤的電阻率、瞬時(shí)腐蝕率來評價(jià)土壤的腐蝕性。土壤電阻率與瞬時(shí)腐蝕速率反應(yīng)土壤環(huán)境電化學(xué)腐蝕的強(qiáng)弱。檢測結(jié)果表明，濱州地區(qū)土壤環(huán)境腐蝕性較強(qiáng)，這與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)因素有關(guān)。通過分析、統(tǒng)計(jì)，接地材料腐蝕原因主要表現(xiàn)為土壤的腐蝕性和材料的耐腐蝕率。

3 原因分析

我們針對“土壤電阻率”和“接地材料”主要因素進(jìn)行了原因分析，因此接地腐蝕率可分為：一是土壤電阻率高。其鹽堿地區(qū)電阻率高和接地體埋深不夠、上層土壤腐蝕快；二是人員水平。表現(xiàn)在施工人員水平低和經(jīng)驗(yàn)少；三是接地材料。其鋼材耐腐蝕性差、引下線耐腐蝕性較差和接地材料規(guī)格過小；四是操作工藝。其焊接頭存在虛焊、假焊想象，會用砂子、碎石和建筑垃圾作回填土。

4 制定相關(guān)解決對策

（1）針對接地體埋深不夠，上層土壤含氧率較高，吸氧腐蝕快等問題，采取現(xiàn)場嚴(yán)格檢查施工情況，準(zhǔn)確測量接地體埋深。確保接地材料埋深符合設(shè)計(jì)和相關(guān)工程規(guī)范要求。

（2）針對用砂子、碎石和建筑垃圾作回填土等問題，采取現(xiàn)場監(jiān)理旁站等方式確保人員監(jiān)督到位，確保回填土符合設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范要求。

（3）針對施工過程中，接地材料焊接頭存在虛焊、假焊等現(xiàn)象，并且對焊接頭沒有做防腐處理等問題，我們要求監(jiān)理人員事先審查焊接方案并要求施工人員進(jìn)行預(yù)焊接，檢查合格后方可進(jìn)行正式焊接。

（4）針對接地引下線沒有采取過渡防腐措施，沒有刷防腐漆等問題，要求現(xiàn)場監(jiān)理人員及時(shí)檢查施工方案和現(xiàn)場施工情況，要求施工人員嚴(yán)格按照圖紙施工。

（5）針對鋼表面的鍍鋅層以及導(dǎo)電涂層在鹽堿土壤中存在較短時(shí)間內(nèi)就腐蝕或失效，以至于對接地體保護(hù)效果較小等問題，我們利用相關(guān)儀器設(shè)備測量接地材料在鹽堿地區(qū)的瞬時(shí)腐蝕率，確保瞬時(shí)腐蝕率滿足要求。

（6）針對土壤鹽堿程度高等問題，我們聯(lián)系設(shè)計(jì)方采取多種措施降低土壤電阻率。

通過綜合上述措施，并對相關(guān)接地材料進(jìn)行實(shí)地考察，我們最終確定采用新型材料銅覆鋼作為接地材料，根據(jù)材料檢測情況，控制該接地材料腐蝕率在2%以下，做好銅覆鋼的敷設(shè)工作，確保敷設(shè)準(zhǔn)確到位。

5 經(jīng)濟(jì)情況分析

采用新型接地材料，我們必須對新舊接地系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)情況分析，以確保新型材料經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性滿足施工要求。

（1）傳統(tǒng)接地系統(tǒng)雖然前期投資小，但后期使用維護(hù)費(fèi)用較大，特別是因接地材料腐蝕造成線路運(yùn)行安全帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會效益損害是不可估量的，新型銅覆鋼系統(tǒng)雖然一次性投資大，但其優(yōu)越穩(wěn)定的性能減少和避免了因接地材料腐蝕帶來的電力安全事故，極大提高了輸電線路運(yùn)行的安全性和可靠性。

（2）銅覆鋼材料的耐腐蝕性可較熱鍍鋅鋼提高5—10倍，使用壽命更長，導(dǎo)電性能更好，而且也克服了純銅材質(zhì)造價(jià)過高、硬度不夠難以深鉆等缺點(diǎn)。在濱州這樣的鹽堿地形條件下應(yīng)用具有非常突出的優(yōu)勢。同等條件下銅覆鋼則可達(dá)到40年設(shè)計(jì)壽命。不僅如此，從長遠(yuǎn)的壽命周期及維護(hù)來看投入成本，在40年設(shè)計(jì)壽命條件下，使用銅覆鋼材料，材料的全壽命周期投資比可比銅降低105%左右，比熱鍍鋅鋼降低35%左右。

（3）輸電線路施工以往通常輸電線路接地極采用Ф12圓鋼，接地引下線采用Ф12鍍鋅圓鋼。鍍鋅鋼材的導(dǎo)線截面積為s=I√t/70，30%導(dǎo)電率銅覆鋼的導(dǎo)線截面積為S=I√t/176，采用70mm2銅覆鋼即可。通過比較，采用銅覆鋼新型材料也可以節(jié)約大量接地材料的使用，經(jīng)濟(jì)效益較好。

通過使用新型銅覆鋼接地系統(tǒng)，我們對兩個(gè)500kV輸電線路工程地基腐蝕率進(jìn)行檢查，共檢查150點(diǎn)，平均接地材料腐蝕率為0.005%。通過本次接地材料的研究，我們貫徹了施工工程“一次成優(yōu)、過程創(chuàng)優(yōu)”理念，提高了經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了工程安全可靠、質(zhì)量優(yōu)良、工藝先進(jìn)、環(huán)保節(jié)約的工程建設(shè)目標(biāo)。通過保證接地材料的質(zhì)量，減少了質(zhì)量隱患，實(shí)現(xiàn)了輸電線路工程“零缺陷”移交，為后續(xù)工作打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，產(chǎn)生了較大的社會效益和推廣價(jià)值。

［1］張建波，徐世澤.鍍銅鋼接地在輸電線路中的應(yīng)用［J］.電工技術(shù)，2011（03）10.

［2］吳細(xì)毛，崔文軍，洪鶴，李春和.變電站接地材料的腐蝕調(diào)查科技資訊［J］.2013（06）23.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.031