电流溢散对接地极材料腐蚀的影响研究

摘要

电力系统中，通常利用接地极导体等接地材料使电力设备和大地连通，将故障电流疏导到大地，以保障设备和电网的安全稳定运行，减小事故造成的损失。接地极导体深埋在地下，不可避免地会遭受腐蚀，一般有电化学腐蚀、化学腐蚀、微生物腐蚀等，同时，入地电流也会对接地极导体的腐蚀产生影响，极大地影响电流向大地的疏导。本文针对接地体导体的电流溢散特性及其对接地体导体的在土壤中的腐蚀影响展开研究，具体的研究内容如下:
　　首先，采用配点法构建接水平、垂直、倾斜三种接地极导体在土壤中的电流溢散模型。并以单根水平接地极导体为代表进行仿真，验证模型的有效性。为了更加接近实际，构建含引下线时接地极导体在土壤中的电流溢散模型，分析引下线对接地极导体的电流溢散的影响。分析注入不同电流时接地极导体的电流溢散特性受到的影响。
　　其次，分析接地极导体在土壤中腐蚀的电化学原理，建立不考虑土壤中物质扩散效应的接地极导体的电化学腐蚀模型，模型中土壤电解质的导电特性用电导率来表示，分析接地极导体腐蚀变形量分布及其与时间、土壤相关参数的关系。
　　最后，阐述接地极导体的电流流通原理，接地极导体的电流溢散可通过调整导体以及周围土壤的电位来调整。构建计及电流溢散时接地极导体的腐蚀模型，分别注入正直流、负直流以及交流电流，研究它们对接地极导体的电位分布、反应电流、腐蚀变形量的影响。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 接地导体面临的问题

1．2．2 接地导体的电流溢散

1．2．3 接地极导体的腐蚀

1．2．4 电流溢散对腐蚀的影响

1．3 论文的主要工作

第2章 接地极导体的电流溢散特性分析

2．1 无引下线时接地极导体的电流溢散特性分析

2．1．1 接地极导体的电流溢散模型

2．1．2 仿真分析

2．2 含引下线时接地极导体的电流溢散特性分析

2．3 电流对接地极导体电流溢散特性的影响

2．3．1 电流幅值的影响

2．3．2 电流频率的影响

2．4 本章小结

第3章 接地极导体的腐蚀模型

3．1 接地极导体腐蚀的电化学原理

3．1．1 能斯特-普朗克方程

3．1．2 电极动力学

3．2 接地极导体的腐蚀模型及分析

3．2．1 腐蚀模型的建立

3．2．2 仿真分析

3．3 本章小结

第4章 电流溢散对接地极导体腐蚀的影响

4．1 接地极导体的电流流通原理

4．2 考虑电流溢散时接地极导体的腐蚀分析

4．3 注入直流时接地极导体的腐蚀仿真

4．3．1 注入正直流

4．3．2 注入负直流

4．4 注入交流电流时接地极导体的腐蚀仿真

4．4．1 电位分布分析

4．4．2 溢散电流密度分布和两个电极的电流与时间的关系

4．2．3 腐蚀变形量分布

4．2．4 腐蚀变形和频率的关系分析

4．5 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 论文取得的主要成果

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介