接地装置腐蚀机理与防腐措施的研究

摘要

电力接地是发电、变电和送电系统安全运行的重要安全屏障。变电站容量的不断扩大，对接地装置的安全稳定性的要求也就越高。高压直流送电在我国才刚刚起步，其中性点接地体作为阳极在高压直流电解作用下腐蚀更快，更严重，是一个新的复杂的腐蚀体系。随着地网腐蚀引起的电力事故增多，人们越来越重视电力接地的腐蚀与防腐研究，接地装置的腐蚀与防护成为当前国际电工学术活动中一个十分活跃的课题。 本文系统的分析了接地装置发生腐蚀的部位和原因，以及接地装置腐蚀的危害和腐蚀环境。介绍了常见的土壤腐蚀的研究方法，并选用了三种较典型土壤作为研究对象，测取了这三种土壤的多种理化指标；采用德国DIN50929综合评价法评价了其腐蚀性：运用经典埋置法得到的结果与德国DIN50929综合评价法得到的结果进行了比较，通过对埋置试验数据拟合得到了接地材料腐蚀的量F与时间T的关系式；运用美国EG&G公司生产的M283恒电位仪对土壤中的氯离子浓度、pH值、含水量对接地材料腐蚀行为的影响进行了探讨。得出了如下结论： (1)接地装置的土壤腐蚀主要受到土壤理化性质的影响。这些因素交互作用，互相影响，因此在评价土壤腐蚀性时就必须从多方面考虑。 (2)三种土壤腐蚀性的强弱分别为：酸性泥土>酸性泥砂>碱性红土，接地材料在土壤中的腐蚀量F与时间T的关系上符合F=AeTlC+B。 (3)土壤含水量低时，接地装置的土壤腐蚀较小，中等时腐蚀最为严重，高时腐蚀反而减弱。 (4)氯离子含量对接地装置也有明显的影响，因此，在盐渍土壤地区必须对接地装置采取相应的防腐措施，保证地网的服役年限。 (5)pH值对接地装置的土壤腐蚀存在一个临界值，越接近这一临界值，接地装置的土壤腐蚀越弱，反之则加强。 这些工作有助于揭示接地装置的腐蚀机理，为地网设计工作和制订腐蚀措施提供指导。 在以上工作的基础上，以某110kV变电站接地网牺牲阳极阴极保护设计为例，分析了设计的要点，选用了镁基作为牺牲阳极，计算了被保护面积和最小保护电流密度，确定了阳极的埋设方式、填包料及测试桩。在目前国内电站接地网牺牲阳极阴极保护还没有完整的设计标准和施工标准的情况下，具有一定的通用性，可为今后接地装置的防腐工程提供技术支持。 本文还指出，在防腐和降阻比较困难的场所，将高效膨润土降阻防腐剂与牺牲阳极阴极保护结合起来应用，在牺牲阳极周围填充高效膨润土降阻防腐剂，更可收到良好的防腐效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本研究的目的和意义

1.2接地装置及其运行现状

1.3国内外研究概况

1.4主要研究内容

第二章接地装置的腐蚀情况及危害

2.1接地装置容易发生腐蚀的部位及其原因

2.2发电厂、变电站接地装置的腐蚀情况及其危害

2.3本章小结

第三章接地装置的腐蚀环境分析

3.1大气腐蚀

3.1.1大气腐蚀的类型

3.1.2影响大气腐蚀的因素

3.2土壤腐蚀

3.2.1接地土壤腐蚀性影响因素

3.2.2土壤腐蚀类型

3.2.3土壤腐蚀研究方法

3.2.4接地土壤腐蚀性评介

3.2.5接地装置在三种典型土壤中的腐蚀特性

3.3本章小结

第四章接地装置腐蚀机理的探讨

4.1化学腐蚀

4.2电化学腐蚀

4.2.1接地装置腐蚀过程热力学分折

4.2.2接地装置的腐蚀电位与腐蚀电流—腐蚀动力学分析

4.3接地装置腐蚀机理的电化学研究

4.3.1实验装置

4.3.2实验材料及方法

4.3.3试验结果分析与讨论

4.4本章小结

第五章接地装置的防腐措施

5.1实施阴极保护

5.1.1阴极保护原理

5.1.2阴极保护参数

5.1.3接地网牺牲阳极阴极保护

5.1.4 110kV变电站接地网牺牲阳极阴极保护设计实例

5.2 GPF-94高效膨润土降阻防腐剂

5.3使用导电防腐涂料

5.4接地网的选址和选材

5.5本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录