張 鋒 馬思想 房海峰 孫作峰 李紅萌 孫 旺 常 順 李 巖 林 斌

（1. 中廣核射陽風(fēng)力發(fā)電有限公司，江蘇 鹽城 224300；2. 深圳國能宸泰科技 有限公司，廣東 深圳 518124）

0 引言

接地網(wǎng)是與土壤相接觸的或者和地有電連接的金屬導(dǎo)體，當(dāng)雷擊桿塔時(shí)，雷電流經(jīng)過桿塔再經(jīng)過接地網(wǎng)才能流入大地，從而保護(hù)電力線不被雷擊,避免了因雷擊而發(fā)生電力線路跳閘事故[1]。若接地網(wǎng)遭受腐蝕，會使導(dǎo)電性能大大降低，運(yùn)行過程中滿足不了熱穩(wěn)定性要求，接地發(fā)生故障能夠很快地摧毀諸如保護(hù)、通信等電網(wǎng)中的二次設(shè)備，進(jìn)而引起事故擴(kuò)大，造成一次設(shè)備的著火、損壞，發(fā)電廠、變電站全停，甚至發(fā)展成嚴(yán)重的系統(tǒng)事故。

接地網(wǎng)主要材料多為碳鋼、銅及其他鍍銅金屬，敷設(shè)于土壤中，將發(fā)生電化學(xué)腐蝕、雜散電流腐蝕和生物腐蝕等。而土壤作為腐蝕介質(zhì)，與其他腐蝕介質(zhì)相比，具有多樣性、不均勻性、不流動性、季節(jié)性和地域性等諸多特點(diǎn)[2]。

影響土壤腐蝕性的評判指標(biāo)有很多，對于土壤的理化性質(zhì)的研究通常為：孔隙度、含水量、電阻率、酸度及含鹽量。這些影響因素相互關(guān)聯(lián)，共同作用，不能直接將土壤的理化性質(zhì)與土壤的腐蝕性建立簡單的聯(lián)系；而且同一種土壤對不同的接地網(wǎng)金屬產(chǎn)生的腐蝕效應(yīng)不一定相同。因此，必須通過長期的土壤腐蝕性試驗(yàn)，綜合考慮和對各種因素綜合分析，才能對地網(wǎng)的腐蝕作出合理的估計(jì)，找出其相互關(guān)系和規(guī)律性。

近年來，全國各地都有由于接地網(wǎng)腐蝕造成的事故發(fā)生，對防止接地網(wǎng)腐蝕的研究已迫在眉睫。本文的綜述內(nèi)容為近年來各接地網(wǎng)土壤腐蝕性多項(xiàng)指標(biāo)綜合評價(jià)法，并分析各類評價(jià)方法的適用性和局限性。

1 土壤對金屬的腐蝕性評價(jià)方法

1.1 德國DIN50929評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和Baeckman綜合評分指標(biāo)

德國的這套綜合評價(jià)方法先對土壤理化指標(biāo)諸如電阻率、pH值、氧化還原電位、濕度等進(jìn)行檢測，將數(shù)據(jù)按照表1（a）進(jìn)行打分，以通過表1（b）計(jì)算得到的總分值來評價(jià)土壤腐蝕性的好壞。

表1 （b） 土壤腐蝕性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表（DIN50929）

表1 （a）（續(xù)）

表1 （a） 土壤腐蝕等級綜合評分標(biāo)準(zhǔn)（DIN50929）

這套方法雖然將多項(xiàng)因素綜合考慮評分，但沒有區(qū)分微觀腐蝕和宏觀腐蝕，其內(nèi)容針對性過于寬泛，且測量參數(shù)的設(shè)計(jì)更適用于埋地管線腐蝕性評價(jià)，若用于評價(jià)接地網(wǎng)土壤腐蝕性，存在某些參數(shù)測量較為困難等問題。

1.2 在德國DIN50929評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上改進(jìn)的數(shù)值分析法

由于德國DIN50929土壤腐蝕性評價(jià)方法不適用于變電站接地網(wǎng)的土壤腐蝕性評價(jià)，故有學(xué)者在該評價(jià)方法上進(jìn)行改進(jìn)，使之更能精確的對變壓站接地網(wǎng)土壤腐蝕性進(jìn)行評價(jià)。郭等人使用改進(jìn)的數(shù)值分析法對陜西省30個(gè)不同地區(qū)的變壓站進(jìn)行土壤腐蝕性評價(jià)[3]，結(jié)果得出80%的變壓站接地網(wǎng)土壤腐蝕性評價(jià)結(jié)果一致，20%的評價(jià)結(jié)果在相鄰等級變動。

類似于德國的那套方法，數(shù)值分析法將數(shù)據(jù)按照表2（a）進(jìn)行打分，以通過表2（b）計(jì)算得到的總分值來評價(jià)土壤腐蝕性的好壞。

表2 （b） 土壤腐蝕性分級

表2 （a） 土壤腐蝕性評分方法

相比于德國DIN50929土壤腐蝕性評價(jià)方法，此方法對變壓站接地網(wǎng)更有針對性，不會導(dǎo)致測量結(jié)果的躍遷，使評價(jià)結(jié)果更具有連續(xù)性和合理性。

1.3 九指標(biāo)評價(jià)法

針對接地網(wǎng)不同埋地金屬的腐蝕評價(jià)，學(xué)者們也研究了不同的方法。侯等人提出的九指標(biāo)評價(jià)法在國內(nèi)首次將空氣容量和區(qū)域年平均氣溫這兩個(gè)因素納入評價(jià)方法中，并首次提出了對鍍鋅鋼和銅接地網(wǎng)的評價(jià)方法[4]。該方法指出不同的埋地金屬所檢測的指標(biāo)并不相同，說明了不能按照簡單的線性關(guān)系來評價(jià)土壤的腐蝕性，針對不同埋地金屬材料應(yīng)建立不同的評價(jià)體系。

九指標(biāo)評價(jià)法采用土壤類型、電阻率、pH值、含水量、可溶性Cl-含量、可溶性SO42-含量、空氣容量、氧化還原電位和區(qū)域年平均氣溫9個(gè)指標(biāo)評價(jià)土壤對地埋金屬的腐蝕性能。對于碳鋼和鍍鋅鋼，以上9個(gè)指標(biāo)影響都較顯著；而對于銅，土壤的腐蝕性與其電阻率相關(guān)性不大，因此選擇8個(gè)指標(biāo)作為土壤對銅的腐蝕性評價(jià)因素。使用九指標(biāo)評價(jià)法時(shí)將數(shù)據(jù)按照表3（a）進(jìn)行打分，以通過表3（b）計(jì)算得到的總分值來評價(jià)土壤腐蝕性的好壞。

表3 （b） 土壤腐蝕性評分方法

表3 （a）續(xù)

表3 （a） 土壤腐蝕性評分方法

1.4 因子分析法

作為近年來比較常用的土壤腐蝕性評價(jià)方法之一，因子分析法隨著計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)算的發(fā)展而逐漸被用于各項(xiàng)土壤腐蝕性的評估中，因子分析是把一些具有錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系的因子歸結(jié)為少數(shù)綜合因子的多元統(tǒng)計(jì)方法[5]，通過計(jì)算機(jī)模擬的方法計(jì)算大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出影響土壤腐蝕性的關(guān)鍵因素，用少數(shù)的幾個(gè)公共因子來解釋土壤腐蝕性的主要變化[6]。第一次進(jìn)行因子分析時(shí)需要得到所有的檢測指標(biāo)以及大量的檢測數(shù)據(jù)，因?yàn)橹挥型陚涞臄?shù)據(jù)才能夠分析出關(guān)鍵的影響因素，且由于因子分析得到的是線性的關(guān)系，故不適合指標(biāo)數(shù)據(jù)差異太大的地區(qū)的土壤腐蝕性評價(jià)。

2 結(jié)語

通過多項(xiàng)研究顯示，土壤的單項(xiàng)指標(biāo)與土壤腐蝕性能通常呈非線性關(guān)系[7]，須使用多項(xiàng)指標(biāo)綜合評價(jià)法才能得到某個(gè)區(qū)域的具體土壤腐蝕性信息。各種土壤腐蝕性評價(jià)方法并不具有普適性，對于不同的地區(qū)，接地材料、土壤類型不相同可能所適用的評價(jià)方法并不一致。