接地装置在电力、电子系统中尤为重要,变电站的接地装置就更为重要。它将承担着将电力故障电流、雷电流、静电等有效导入大地,减小跨步电压的任务。接地的防腐蚀性能对安全接地起着至关重要的作用。使用传统的镀锌钢材作为接地材料的应用越来越少,以铜材为主导的接地材料越来越被广泛应用。
外部腐蚀环境
接地装置的钢质构件在土壤中的腐蚀以电化学腐蚀为主,即阳极溶解。
◎钢材表面的微观不均匀性会引起不同部位的电位差,形成腐蚀微电池。
◎两种不同金属电气连接后形成电偶腐蚀作用,电位较负的金属发生溶解而腐蚀,有的变电站新敷设的接地装置比原来的老接地装置腐蚀得快,其中的原因之一就是新老接地装置之间的电位差形成电偶腐蚀,新地网成为阳极被腐蚀,旧地网作为阴极获得保护。
◎土壤的不均匀性引起金属不同区域间产生电位差,形成客观腐蚀电池,如变电站土壤压实程度不一致,就会引起接地装置的腐蚀。
◎土壤中存在的微生物腐蚀。
变电站接地装置的防腐工程设计
目前,变电站接地装置采用的防腐措施主要由以下几种方式:
◎热镀锌扁钢,即采用热镀锌扁钢是多数变电站接地装置采用的防腐措施,它主要利用高温热浸时所形成的锌合金层本身的防腐特征。
◎铜接地装置,外国大都采用铜做变电站接地装置,这主要是考虑到变电站装置的重要性和铜的耐腐蚀性的稳定性。
◎阴极保护法,即变电站中采用埋入电位更负的活拨金属与被保护金属偶接,从而具有减缓或阻止腐蚀的作用;根据提供保护电流方式的不同,阴极保护法又可分为牺牲阳极和外加电流两种。
◎外层保护法,国内正在研制用于变电站接地装置的导电防腐材料。
但根据接地环境的差异性,以及综合性价比等多方面考虑,可针对性的选择方案
◎腐蚀环境恶劣的变电站,建议选接地装置选用铜接地。此方案不仅可靠性高,寿命价格比也合理。阴极保护法次之;不能采用传统的热镀锌钢法,防腐导电涂料需进一步论证。
◎腐蚀环境比较轻微的变电站,建议选用热镀锌扁钢。这是因为腐蚀轻微变电站的土壤电阻率往往也提高,工频接地电阻降不下来,可以充分利用钢材截面大、散流特性好的优点。
变电站接地网的防腐工程设计
变电站接地铜网的选材应根据土壤的环境综合考虑。对于已投运变电站,根据开挖情况探明地网的实际腐蚀情况,从而指导改造中的材料选取。新建变电站,最好提前在站里埋入钢体,实际测取钢体腐蚀数据。另外,也可以根据变电站土壤电阻率大小来判断腐蚀情况。