防雷接地网腐蚀因素及危害

 防雷系统    |      2018-05-12
接地网的腐蚀有电化学腐蚀、杂散电流腐蚀和生物腐蚀三种。对金属在土壤中的腐蚀产生影响的主要因素包括:
土壤的理化性质
土壤的理化性质包括土壤电阻率、土壤中的含水量、含氧量、含盐量以及土壤的酸度等。土壤是腐蚀电池的回路介质,因此土壤电阻率越小,腐蚀电流就越大,腐蚀就越发严重。土壤中的氧是参与腐蚀反应的重要化学成分,土壤中含氧量的不均匀,使埋于土壤中的金属处在了不同的土壤环境中,使金属表面容易形成因为充气不均匀引起的腐蚀电池。土壤的含水量是一个容易变化的物理量,它不仅会影响土壤的透气性,还会影响土壤中溶液内可溶盐的数量进而影响土壤的导电性。随着含水量的增大,腐蚀速度提高,直到达到一个临界值,含水量再增大的话,腐蚀速度反而下降。对于黏土和沙质黏土,临界含水量为12%~25%。土壤的含盐量对腐蚀的影响是很明显的。含盐量越高,土壤电阻率就越小,腐蚀速度就越快。而一些特定的盐类的离子,如CL-和SO42-,可以进一步加速土壤中金属的腐蚀。土壤的酸度可以通过pH值来反映。一般认为,pH值低的土壤腐蚀性较大。此外,有些土壤中含有大量的有机酸,其pH值虽然接近中性,但是其腐蚀性仍然很强。
接地网使用的金属材料
目前,世界上普遍使用的接地网金属材料是铜和钢两种。钢的热稳定性比铜好,而且价格便宜。铜的导电性和抗腐蚀性比钢强,但是价格高。通过多种土壤的试验表明,铜材埋入地中12年的平均失重每年不超过0.2%,而钢的失重每年可达2.2%。因此美国等西方发达国家大多采用铜作为接地材料。但是铜的价格是钢的几倍到十几倍,我国出于材料来源和经济方面的考虑,一般采用碳钢作为接地材料。因为碳钢很容易遭受土壤腐蚀,所以接地网的防腐保护问题在我国尤为突出。
接地体的敷设方式
接地体的敷设方式对其腐蚀是有影响的,例如扁钢立放和平放所引起的腐蚀深度是有差异的。其原因有两方面,一方面是平放时回填土可能夯的不实,造成扁钢下部土壤比较实,上部土壤松散,从而形成透气性的差异,引起氧浓差腐蚀。而立放时,扁钢两侧的土壤含氧量是相当的;另一方面,平放比立放容易积水,使腐蚀速度增大。
接地电极的形状
有试验表明,圆钢的年腐蚀深度(圆钢指直径,扁钢指厚度)比扁钢大,而扁钢的年腐蚀截面积普遍大于圆钢。由于接地网中导体的截面积对保护安全运行至关重要,所以用年腐蚀的截面积来衡量腐蚀速度更切合实际。
基建残余物
施工时有的单位将砖块、木块等基建残余物倒进网沟,这将影响接地网的散流并且加快接地网的局部腐蚀。调查表明,接地网主干线周围有基建残余物时,其腐蚀速度是正常的两倍。
电力系统接地网的腐蚀危害.
由于接地装置长期处于地下恶劣的运行环境中,土壤对其产生的电化学腐蚀作用是不可避免的,而且接地装置同时还要承受杂散电流的腐蚀。当腐蚀问题严重时,接地网的水平导体和接地线会变细甚至断裂,使接地电阻升高,造成电气设备“失地”。当系统出现接地短路电流时,可能会发生接地故障,危害人身和设备的安全。接地装置虽然在发电厂、变电站的整体投资中所占比重很小,但是它所能引起的事故确实惊人的。接地故障能够很快的摧毁诸如保护、通信等电网中的二次设备,进而引起事故扩大,造成一次设备的着火、损坏,发电厂、变电站全停,甚至发展成严重的系统事故。正因为如此,接地网的防腐保护是保证电力系统安全运行的一项重要措施。