接地网腐蚀的电化学测量方法研究

摘要

接地网是电力系统中用于确保系统稳定运行和人员生命安全不可缺少的重要设施，长期在土壤这一恶劣的环境中运行，承受着各种腐蚀，很容易出现缺陷，从而影响电力系统的稳定运行，威胁人员生命安全，甚至引发严重事故，造成巨大经济损失与不良社会影响。因此，随时掌握接地网的腐蚀情况具有重大意义。本文基于此对接地网的腐蚀速率监测和接地网的腐蚀状态评价方法进行了研究。
　　在腐蚀速率测量方面，对强极化区外推法进行了改进，使其计算腐蚀速率的准确性得到提高。强极化区外推法计算腐蚀速率具有计算简便和不依赖其他参数的优点。用极化曲线的不同区域对应的不同方法计算腐蚀速率，发现强极化区外推法的误差过大。从理论出发进行分析，选取了离腐蚀电位更远的区域作为强极化区，改善了强极化区外推法。最后用其他极化曲线计算方法和失重法分别对改进后的强极化区外推法的结果进行了验证，证明改进后的该方法能够比较准确地测量土壤中接地网材料的腐蚀速率。
　　在腐蚀速率测量用传感器方面，通过实验对比选择了不锈钢作为辅助电极和参比电极，并将局部封闭限流方法运用到土壤环境，设计出了测量结果比较准确且适用于接地网环境的腐蚀速率测量传感器。首先用不同材料制作的参比电极和辅助电极进行实验，并与标准电极测量结果进行对比，不锈钢不仅能测得与标准电极测量结果十分接近的腐蚀电流结果，又经济耐用。将局部封闭限流方法应用于土壤环境，通过仿真和制作简易装置进行实验的方法验证限流效果，证明了局部封闭限流方法的限流效果比较理想，可以用在土壤环境中的腐蚀速率测量中。
　　通过监测接地网材料的强极化衰减曲线，研究了强极化衰减曲线与接地网材料腐蚀程度间的关系，为接地网状态评价奠定了基础。对两组接地网材料分别进行加速腐蚀和阴极保护，并长时间监测强极化衰减曲线。用叠加求平均的方法对测得的实验数据进行平滑处理，然后对曲线进行拟合，得到电压对数随时间下降的斜率，证明了强极化衰减曲线能反应接地网的腐蚀程度，且电压对数斜率绝对值随腐蚀程度的加深而增大。

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1 绪 论

1.1研究意义

1.2研究现状

1.3本文主要研究内容

2 腐蚀电化学原理及接地网腐蚀机理

2.1腐蚀电化学原理

2.2接地网的电化学腐蚀

2.3本章小结

3 腐蚀速率电化学测量方法及强极化区外推法的改进

3.1腐蚀速率测量方法

3.2线性极化法与极化曲线拟合法求腐蚀速率

3.3强极化区外推法及其改进

3.4本章小结

4 局部封闭型限流腐蚀检测传感器设计

4.1传感器电极材料选择

4.2限流设计

4.3简易局部封闭型传感器

4.4本章小结

5 强极化衰减曲线与腐蚀程度关系分析

5.1双电层与强极化衰减曲线

5.2衰减曲线的监测及其与腐蚀程度的关系

5.3本章小结

6 总结及展望

6.1总结

6.2不足与展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目