酸性红壤环境中变电站接地材料腐蚀及防护研究

摘要

接地装置是电力系统安全运行的基本保障，加强地网的安全建设也符合社会发展的需要。本文以酸性红壤为研究环境，开展了接地材料在选材和防腐方面的研究，为酸性红壤区接地网的改造提供理论和技术上的支持。
　　在实验方面，首先对多种接地材料（碳钢、镀锌钢、表面钝化的镀锌钢、锌铝合金涂层钢、铜、铜覆钢、炭黑导电涂层钢以及碳聚合物导电涂层钢）进行现场埋设实验，从腐蚀电位、腐蚀形貌、腐蚀产物及腐蚀数据等方面分析接地材料的腐蚀机理及耐蚀性能。然后采用降阻剂（炭黑系降阻剂和膨润土系降阻剂）和阴极保护法对常用接地材料进行防护研究，分析不同措施的防腐效果。此外还开展了阴极保护的工程技术试验研究，分析牺牲阳极保护法和外加电流保护法的使用范围和实际保护效果。
　　实验研究结果表明：在红壤环境中，碳钢腐蚀严重，腐蚀速率可达到6.9393g/dm2·a；镀锌钢次之，腐蚀速率可达3.2575g/dm2·a，对碳钢具有一定的保护作用，但锌层太薄，寿命有限。钝化锌层和锌铝合金涂层都可以较好地改善锌涂层的性能，延长涂层寿命，其中锌铝合金涂层效果最为显著，腐蚀速率可降低至0.6333g/dm2·a。铜及铜覆钢活性较低，耐蚀性很好。
　　碳钢以点蚀为主，但随含水量的增加有向不均匀的全面腐蚀发展的趋势。锌及锌合金涂层具有较好的阴极保护作用，以涂层的局部腐蚀为主，基体金属不存在点蚀现象。
　　两种有机涂层材料（炭黑导电涂层和碳聚合物导电涂层）都具有很强的耐蚀性，但存在着涂层破损的问题，易造成严重点蚀，宜与阴极保护和涂覆锌合金涂层等抗点蚀的防腐措施联合使用。
　　炭黑降阻剂电阻率很低，具有很好的降阻效果，但其腐蚀性受其自身和接地材料结构影响很大。当其能够与接地材料紧密结合时，可以隔离腐蚀介质与接地体，减小腐蚀，但当结合松散时则会造成加速腐蚀。膨润土降阻剂不但降阻效果良好，且腐蚀性很低，其包覆碳钢的腐蚀速率可降至1.1950g/dm2·a，点蚀现象较轻。
　　阴极保护法可较好地阻止点蚀的发生，尤其对于有机涂层材料。但保护电位不宜过负，以防止造成严重的阴极析氢现象。牺牲阳极的阴极保护法宜用于小型地网的防腐，保护度可达到约70％。外加电流阴极保护法可用于大型地网的防腐，实际保护度可达到80%。

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第1章 绪论

1.1 接地网简介

1.2 接地网的土壤腐蚀

1.3 接地网的主要防腐措施

1.4 接地网腐蚀的主要研究方法

1.5国内外研究现状

1.6 课题研究的意义及主要内容

第2章 试验材料及方法

2.1 试验药品及仪器

2.2 试验材料

2.3 土壤理化性能的测试

2.4 变电站现场埋片试验方法

2.5 实验室阴极保护试验方法

2.6 阴极保护示范工程

第3章 接地涂层材料的腐蚀与防护性能研究

3.1金属涂层材料在酸性红壤中的腐蚀性能研究

3.2 有机导电涂层材料在酸性红壤中的腐蚀机理研究

3.3 接地涂层材料在酸性红壤中耐蚀性能普遍性研究

3.4 本章小结

第4章 降阻剂对接地材料的腐蚀与防护的研究

4.1 降阻剂环境中腐蚀试片自腐蚀电位分析

4.2 降阻剂环境中腐蚀试片宏观腐蚀形貌分析

4.3 降阻剂环境中腐蚀试片微观腐蚀形貌分析

4.4 降阻剂环境中腐蚀试片腐蚀产物分析

4.5 降阻剂环境中腐蚀试片腐蚀数据分析

4.6 不同降阻剂环境中接地材料机理分析

4.7 本章小结

第5章 阴极保护法对接地材料防护的试验研究

5.1 无阴极保护腐蚀研究结果及分析

5.2 阴极保护研究结果与分析

5.3 本章小结

第6章 阴极保护法工程技术研究

6.1 牺牲阳极阴极保护法的工程技术研究

6.2 外加电流阴极保护法的工程技术研究

6.3. 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及专利

致谢

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