变电站接地网的土壤腐蚀因素研究

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变电站接地网的土壤腐蚀因素研究

云南电网有限责任公司大理供电局󰀁󰀁邵洪平

摘要：影响接地网的土壤腐蚀因素众多，对其中的主要影响因素进行分析研究，从而有助于进行接地网腐蚀诊断方面的进一步分析研究。关键词：接地网；土壤腐蚀；变电站

接

地网常年深埋于地下工作运行，长期受到土壤的腐蚀作用下，其构成接地网的各均压导体或多或少都将受到一定程度的腐蚀。通过对已有相关资料

容量及含水量有关，通常可用土壤的含气率表示。一般情况下，土壤含水量越高、容积越大，其土壤含气量则相应越低。除此之外，土壤含气率还受土壤环境及季节的影响，其数值处于不断波动之中，同样，孔隙度对土壤腐蚀的影响亦随之相应的不断发生变化[4]。

总结得出，影响接地网腐蚀作用的众多因素主要有PH值、和离子浓度、可溶盐含量、含气量和土壤含水率等[1]。其中，不同的影响因素带来的腐蚀作用不尽相同，但这些因素通常都是几种一起伴随存在、共同影响作用的。因此，本文在对接地导体在土壤中受到的腐蚀影响进行分析研究时，需要全面综合的考虑多方因素的影响。然而难点在于这些腐蚀影响因素与接地网腐蚀状况之间函数关系并不是固定的，因此在具体分析这些影响因素时，通常只能着手于数据收集、空间划分及函数关系构造几方面，以此来判断土壤腐蚀情况以及预测其腐蚀速率。本文对其中几种主要影响因素具体进行分析[2]。

2󰀁含水量对接地网腐蚀的影响

总体上来说，土壤中的接地网所发生的腐蚀往往以电化学腐蚀居多。其中水分是其必要的前提条件，这是因为水分能够促使土壤成为电解质，从而满足发生电化学腐蚀的条件。相关研究显示，就金属材料受土壤含水量的影响方面存在影响界限，接地网材质中钢含量的多少，都会受含水量的影响。由此表明其腐蚀率受土壤含水量的影响存在一个最大值，当其达到这个临界数值时，对金属的腐蚀影响达到巅峰，在此基础上再增加含水量，不仅不会加速腐蚀，反而会抑制其腐蚀作用。

表1󰀁土壤含水量对接地网腐蚀影响对应关系含水量%＜33~7或＞407~10或30~4010~12或25~40125腐蚀程度极低较低中等较高极高1󰀁土壤孔隙度对接地网腐蚀的影响

土壤孔隙度，即土壤孔隙容积在土壤容积所占的比例。通常情况下，一般不直接测量共存在土壤孔隙当中的水和空气。容量与比重计算公式󰀁

SP%=(1−)×100%󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁，式中SP%表示SO2-4土壤孔隙度，

[3]

n表示比重，m表示容重，即1m3的土壤的重力。在土壤中，氧的来源方式主要是通过空气渗透的形式，含氧土壤的透气度受土壤结构、松紧度、孔隙度的直接影响。化学腐蚀在接地网的腐蚀中占据绝大部分，也就说明氧是其中最重要的一个影响因素之一。

众所周知，土壤中包含空气，相较于紧密的土壤，疏松的土壤空气传输更快，土壤的孔隙度与其

mn氧含量这一因素在金属受到腐蚀的过程中，占据至关重要的影响地位。土壤含水量与其空隙度呈现负相关，即当土壤含水量增加时，土壤中空隙被水填充，孔隙度降低透气能力明显下降，相应的也

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将削弱氧的去极化效率，因此会使土壤腐蚀性降低。不难发现，土壤中的水含量与气含量存在一定的影响制约关系，因此，在对这二者因素进行研究时，需要对其进行综合考虑，以此才能准确分析了解其对土壤的腐蚀性能的影响。类比于埋于地下的接地网腐蚀，对应关系如表1所示[5]。

3󰀁电阻率对接地网腐蚀的影响

土壤电阻率是土壤介质具备导电能力的直接反映，作为其中的综合影响因素，在对土壤对金属腐蚀的影响进行研究时，土壤电阻率将被首要纳入考虑，同时这一因素的研究也最为广泛。总体来说，土壤腐蚀性与其土壤电阻率成负相关关系，也就是说当土壤电阻率越小，其土壤腐蚀性就越强。

然而，两者的关系也不仅仅为这种简单的数学对应。在对腐蚀性能影响进行具体分析时，电阻率造成的影响同样与发生的化学腐蚀类型存在一定关系，当微观腐蚀电池作用时，阳极与阴极间的土壤电阻造成的影响通常可忽略不计，此时一般是其他因素发挥影响作用；相反，当宏观腐蚀电池发挥主要作用时，电阻率对其影响相对较大。然而对于接地导体来说，其不同部位所处的土壤环境并不相同，因此所受到的腐蚀影响因素也会发生改变，那么就要求在对电阻率影响因素的分析中，需要根据具体的实际情况而定，土壤电阻率与腐蚀速率影响的对应关系见表2。

表2󰀁土壤电阻率与腐蚀速率对应关系圆钢材质扁钢材质圆钢材质土壤电阻率引下线引下线主接地网扁钢材质主（Ω·m）腐蚀速率腐蚀速率腐蚀速率接地网腐蚀（mm/a）（mm/a）（mm/a）速率（mm/a）5~201~0.31~0.21~0.21~0.1520~1000.3~0.20.0.10.0.10.15~0.075100~3000.0.10.1~0.050.1~0.050.075~0.05＞300＜0.1＜0.05＜0.05＜0.054󰀁Ph值对接地网腐蚀的影响

PH值在对接地网腐蚀的研究中通常用来表示土壤的酸碱性。接地网在土壤环境中，在酸或者碱性环境中，当金属表面的保护性氧化膜亦无法抵挡酸碱的作用时，金属将逐渐受到腐蚀。一般将PH值小于4以下的土壤定义为强酸性土壤，在这种强酸的环境中十分容易造成腐蚀电位及电流升高，从而加速腐蚀速率。在这种情况下，相应伴随着也会提高氢的去极化速率，从而增强其腐蚀性。然而，仅

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PH值这一因素并不能准确确定其腐蚀性，例如，在PH值呈现中性的情况下，也同样有可能对金属产生较强的腐蚀作用，这是因为土壤中有机酸含量很高，但此时PH值的大小是不会改变的。

因此，在PH值作为接地网土壤腐蚀影响因素时，还应该额外对土壤的总酸度进行测量。按照相关标准，将PH值在7~9之间叫做盐碱土，在6~6.8之间的定性为中性土壤，低于6但高于3的称为酸性土壤。其中，酸性土壤即PH在3~6之间的土壤腐蚀性很强，并且其腐蚀性一般随PH值的降低而增强。根据已有相关研究结果表明，PH值对电极电位影响相对比较复杂，其对应的关系如表3。

表3󰀁值对土壤腐蚀程度的影响关系

值腐蚀程度＞8.5极低7~8较低5.5~7中等4.5~5.5较高＜4.5极高5󰀁含盐量对接地网腐蚀的影响

众所周知，盐分是电解质的重要组成。土壤中含有盐分，并且土壤腐蚀的电解质成分即为水分和各种可溶性盐。要想土壤发生电化学反应，就必须满足具备电解质的前提条件，不仅一方面会影响到化学反应的进行，同时还会对导电过程造成影响，从而进一步影响土壤腐蚀性能。因此不难发现，土壤中可溶盐及其组成必将对土壤的导电性能产生影响，通常情况下，土壤可溶盐的含量往往维持在2%~5%上下。一般来说，可溶盐含量与导电性能二者之间呈正相关关系，即土壤含盐量越高其导电性越好、相应的腐蚀性也越强，反之亦然。

总体而言，土壤中可溶盐通常为氯化物和硫酸盐。其中氯化物可以促进土壤腐蚀中的阳极过程，可不断与金属发生化学反应，对接地网材质的影响十分严重。除此之外，阴离子同样会严重影响到金属的腐蚀，相关数据资料显示，含量较多的地区多为潮湿或盐含量较高地区，其对土壤的腐蚀性极强，从而在很大程度上增强了其腐蚀作用，这正是对其进行重点分析的主要原因。

参考文献

[1]孔深.变电站接地网安全分析与优化设计[D].东北电力大学,2019.

[2]杨超.输电线路杆塔接地网降阻剂接地特性及优化研究[D].山东大学,2019.

[3]王欣,郭博闻.变电站接地网腐蚀机理分析及腐蚀诊断技术发展现状[J].吉林电力,2019,47(02):10-12+44.

[4]刘兴华,安韵竹,等.杆塔接地网垂直接地降阻及影响因素分析[J].山东理工大学学报(自然科学版),2019,33(04):37-41+45.

[5]马建仓,任汇东.分层土壤结构中接地网地面电位分布计算[J].农村电气化,2019(02):30-32.

2󰀁降低热能损耗的策略

电厂的发电工作使用到的资源面比较广，同时对于其他方面的生产、生活也会造成普遍的影响，这种情况下，降低机组运行过程当中的热能损耗，能够帮助实现成本的节省。但是从目前降低能源消耗方面的实际情况来看，利用最为普遍的是热力重新使用的现象，这种办法虽然能够让设备重复利用某一部分热能，但是使用过程当中很容易会造成能源的不必要消耗，所以说首先需要进一步细致化重热现象的利用，解决好从热系数问题，这样才能够为热能的生效的提高打下基础。

我国目前在节能降耗工作方面给出的相关政策比较多，这种情况下电厂发展必须要与国家政策相互结合，这样一方面能够避免开展的工作不会与国家政策出现违背的情况，另一方面也能够更好地利用国家政策给出的一系列优惠。电厂在日常工作过程当中，需要重点针对产生热能损耗的问题所在，以及引发热能损耗的原因，进行定时、定量的统计，这样以实现全面的排查分析，对于找出发生热能损耗的根本原因会起到很好的帮助作用。从目前实际情况来看，完全是能耗问题解决的途径和情况下，仍然是以员工的手工工作为主，需要电厂积极鼓励员工主动接触并学习与热能动力工程方面有关的知识体系，不断提高员工的专业素质，这样对于一些存在问题能够更好的提高应对能力。

3󰀁减少调压调节的损失

调压调节功能对于发电机组来说，一方面可以保证机组的工作效率得到提升，另一方面对于机组整

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体地稳定性有重要作用，将其加入到热能与动力工程当中能实现电厂更加高效地工作，但是对于调压调节来说目前仍然存在着一定地问题。比如在使用过程中高负荷位置采用滑压调节可能会导致机组产生的热量出现损失，这对于电厂收益的实现显然是极为不利的。所以电厂为了保证发电工作以及电厂机组的高效稳定运行，必须要积极优化调压调节工作，以此为基础减少调压调节中出现的热力损失问题。通过对调压调节工作过程进行分析研究可以发现，该种处理办法的问题出现原因，一方面是由于人工作操控过程中精准度不达标，另外由于汽轮机本身工作原理与调压调节有一定的不良影响，所以需要工作人员创新改良汽轮机的工作原理方面的技术。

4󰀁加强改造创新，完善运行工艺

对于电厂机组日常运行以及发电工作来说，压力调整是工作量最大，应用范围最广的工作内容之一，想要保证电厂工作安全稳定的运行，必须要解决好电厂运行过程中涉及到的技术以及工艺。调压系统属于非常系统性的工作，在运行过程中如果出现机组负荷大的问题，必须要做好动态调节以及动态检验工作，保证机组的工作负荷处在可控的范围内，这样在出现一些问题的时候能更快速地找出出现问题的原因，从而快速的给出解决措施。在运用热能与动力工程的时候，需要考虑到该方面的技术特征以及优化方向，这样才能更有针对性的加入新的技术工艺，保证使用过程中的调节损失与热量损失在可控范围内。

5󰀁结语

电力资源作为日常生产生活的必备资源，电厂工作过程中如何实现热能与动力工程的高效结合，对于电厂工作效率以及发电资源的节约能够起到很好的帮助作用。电厂工作人员必须要在目前发电工作开展过程中存在的问题基础上优化涉及到的一系列问题，这样才能不断为节能生产提供帮助。

参考文献

[1]付丹阳.热能与动力工程在电厂中的合理运用[J].江西建材,2014(14):216-216.

[2]张伟.电厂热能及动力工程存在的问题分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(35).

[3]熊训强.电厂热能及动力工程中存在的问题分析[J].大科技,2014(19):93-94.

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