阴极保护在220kV变电站中的应用

摘要

接地网是变电站的基础设施，用于工作接地、防雷接地和保护接地以确保人身、设备、系统及变电站安全运行。接地网直接与土壤接触必然会导致腐蚀，从而使接地性能下降。不但影响变电站的安全运行，而且会对电网以及用电设备产生直接和潜在的安全威胁。随着由接地网腐蚀造成的电力事故越来越多，人们越来越重视接地网的腐蚀与防护。
　　 本文选用了湖南长沙某220kV变电站的三处土壤作为研究对象，测取了这三处土壤的多种理化性质指标，分析了各种理化性能对土壤腐蚀性的影响;采用德国DIN/50929综合评价法对该变电站土壤进行了腐蚀性评价;并且根据土壤理化性质指标和腐蚀性评价结果，选定了牺牲阳极的阴极保护设计方法，确定了阴极保护设计要求、参数;提出了设计方案、安装和施工要求及监测方法。得出如下结论:
　　 (1)接地网的土壤腐蚀主要会受到所埋设位置的土壤理化性质的影响。这些因素相互作用，相互影响，所以在进行土壤腐蚀性评价时，要从多个方面来进行考虑。
　　 (2)该变电站所处的土壤为红壤土，土壤电阻率为33.57Ω·m，含水为19.31％，pH值为4.71，溶盐量为856.70mg/kg，Cl-的含量为251.18 mg/kg，SO42-的含量为14.30 mg/kg，氧化还原电位为404.97mV(SCE)。
　　 (3)根据腐蚀性评判，该变电站的土壤对接地网具有一定的腐蚀性，因此需要采取一定的防腐措施。
　　 (4)根据土壤的理化性质，确定了采取牺牲阳极的阴极保护方法，并且确定了保护电位等一系列阴极保护重要参数。
　　 (5)采用目前先进的理念确定了设计要求、参数;提出了设计方案、安装和施工要求及监测方法。
　　 这些工作对土壤腐蚀性评价及变电站牺牲阳极的阴极保护选用方法和设计思路有一定的指导意义。该设计适合220kV及其它变电站的实际应用。目前，我国在变电站接地网阴极保护系统还没有完整的设计标准和施工要求的情况下，该设计可为今后接地网的防腐蚀工程提供一定的技术支持。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 阴极保护原理

1．3．1 金属腐蚀原理以及防腐方法

1．3．2 阴极保护原理

1．3．3 阴极保护方法的选择

1．4 变电站接地网的腐蚀因素分析

1．4．1 变电站接地网腐蚀的主要因素分析及防腐蚀措施

1．4．2 土壤对变电站接地网腐蚀的影响因素

1．5 主要研究内容

第二章 某变电站土壤理化性质的测定及腐蚀性评价

2．1 变电站土壤理化性质的测定

2．1．1 土壤类型的判断

2．1．2 土壤电阻率的测定

2．1．3 土壤氧化还原电位的测定

2．1．4 土壤含水量的测定

2．1．5 土壤pH值的测定

2．1．6 土壤含盐量的测定

2．1．7 土壤中Cl-含量的测定

2．1．8 土壤中SO42-含量的测定

2．1．9 土壤理化性质测定结果

2．2 土壤腐蚀评价方法

2．2．1 单项指标评价法

2．2．2 多项指标综合评价法

2．3 用德国DIN/50929法对长沙某变电站土壤的腐蚀性评定

2．4 本章小结

第三章 220kV变电站接地网保护参数的设计

3．1 变电站现场条件

3．2 阴极保护参数的选定

3．2．1 保护电位

3．2．2 保护电流密度的确定

3．2．3 保护度和保护效率

3．2．4 最佳保护状态

3．3 接地网牺牲阳极法阴极保护的设计要点

3．3．1 变电站接地网所在土壤理化性质

3．3．2 牺牲阳极的选择

3．3．3 变电站阴极保护设计要求

3．3．4 阳极接地电阻的计算

3．3．5 接地网总面积的计算

3．3．6 最小保护电流密度的确定

3．3．7 阳极所需量的计算

3．4 牺牲阳极填包料

3．5 牺牲阳极布置

3．6 测试装置

3．7 本章小结

第四章 220kV变电站接地网的阴极保护工艺设计

4．1 220kV变电站接地网牺牲阳极阴极保护设计的工艺计算

4．1．1 接地网总保护面积的计算

4．1．2 接地网保护电流的计算

4．1．3 牺牲阳极的选择和计算

4．1．4 阳极填包料的选择

4．2 设计结果

4．3 220kV变电站接地网的敷设

4．4 牺牲阳极法阴极保护系统构成

4．5 牺牲阳极的安装及施工要求

4．5．1 牺牲阳极的安装及分布

4．5．2 施工要求

4．6 牺牲阳极阴极保护的测试装置和检测装置

4．6．1 检测站的确定

4．6．2 监测装置

4．6．3 保护效果检测

4．7 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A

附录B