分析如何降低鹽堿地區接地材料腐蝕率

王昆侖

（國網山東省電力公司經濟技術研究院，濟南 250021）

分析如何降低鹽堿地區接地材料腐蝕率

王昆侖

（國網山東省電力公司經濟技術研究院，濟南 250021）

本文通過接地材料使用現狀的調查，分析了接地材料產生腐蝕的原因，對新型材料作為接地極情況進行了綜合分析

接地；銅覆鋼；腐蝕

輸電桿塔的接地問題是一個看似簡單、實際卻是非常復雜而又至關重要的問題，它是維護輸電線路可靠運行、保障運行人員和電力設備安全的重要措施。

1 工程監理接地材料使用現狀

輸電線路的桿塔接地裝置主要是為了導泄雷電流入地，以保持線路有一定的耐雷水平，對輸電線路安全運行起著重要的作用。但是根據調查分析，長期埋在地下的接地裝置，由于土壤的腐蝕作用，7～8年便發生嚴重損壞，從而影響桿塔的耐雷水平。近年來，隨著我國電力需求量的增大，在沿海等鹽堿地區將建設更多的輸電線路等電力設施，其腐蝕環境的惡劣將使得接地裝置的腐蝕和安全問題更為突出。因此開展鹽堿土壤中接地材料腐蝕行為和防腐蝕材料的研究，對保證接地網接地性能的穩定性和輸電線路的安全運行有著非常重要的作用。

目前，國內輸電線路的水平接地體多采用鍍鋅圓鋼或扁鋼，垂直接地體采用鋼管或角鋼，該材料雖然造價低，硬度大，但耐腐蝕性差、壽命低，一般運行5年左右就需要開挖檢修，在腐蝕性地區甚至3年就因腐蝕嚴重而全面更換，鋼材作為接地材料的缺陷是十分明顯的，各類防腐措施對鋼材只能起到有限的延緩腐蝕作用，并不能完全防腐。濱州地區土質以堿性土為主，腐蝕性較強，需要使用新型材料或其他辦法降低接地材料的腐蝕率，因此要找到一種耐腐蝕性較高的材料，節省投資費用，延長使用壽命。

2 接地材料腐蝕情況調查

沾化-濱州500kV輸電線路工程、沾化-黃河500kV輸電線路工程位于濱州地區，工程線路沿線地形50%為河網泥沼。我們在鐵塔基礎點附近分別取十處作為土壤環境、地電流情況測試點。接地極長期埋設在土壤當中，并直接與大地接觸。土壤腐蝕是接地極材料最主要的腐蝕類型，因此，土壤的腐蝕性是接地網腐蝕的重要指標。通過測量土壤的電阻率、瞬時腐蝕率來評價土壤的腐蝕性。土壤電阻率與瞬時腐蝕速率反應土壤環境電化學腐蝕的強弱。檢測結果表明，濱州地區土壤環境腐蝕性較強，這與當地的地質因素有關。通過分析、統計，接地材料腐蝕原因主要表現為土壤的腐蝕性和材料的耐腐蝕率。

3 原因分析

我們針對“土壤電阻率”和“接地材料”主要因素進行了原因分析，因此接地腐蝕率可分為：一是土壤電阻率高。其鹽堿地區電阻率高和接地體埋深不夠、上層土壤腐蝕快；二是人員水平。表現在施工人員水平低和經驗少；三是接地材料。其鋼材耐腐蝕性差、引下線耐腐蝕性較差和接地材料規格過小；四是操作工藝。其焊接頭存在虛焊、假焊想象，會用砂子、碎石和建筑垃圾作回填土。

4 制定相關解決對策

（1）針對接地體埋深不夠，上層土壤含氧率較高，吸氧腐蝕快等問題，采取現場嚴格檢查施工情況，準確測量接地體埋深。確保接地材料埋深符合設計和相關工程規范要求。

（2）針對用砂子、碎石和建筑垃圾作回填土等問題，采取現場監理旁站等方式確保人員監督到位，確保回填土符合設計和相關規范要求。

（3）針對施工過程中，接地材料焊接頭存在虛焊、假焊等現象，并且對焊接頭沒有做防腐處理等問題，我們要求監理人員事先審查焊接方案并要求施工人員進行預焊接，檢查合格后方可進行正式焊接。

（4）針對接地引下線沒有采取過渡防腐措施，沒有刷防腐漆等問題，要求現場監理人員及時檢查施工方案和現場施工情況，要求施工人員嚴格按照圖紙施工。

（5）針對鋼表面的鍍鋅層以及導電涂層在鹽堿土壤中存在較短時間內就腐蝕或失效，以至于對接地體保護效果較小等問題，我們利用相關儀器設備測量接地材料在鹽堿地區的瞬時腐蝕率，確保瞬時腐蝕率滿足要求。

（6）針對土壤鹽堿程度高等問題，我們聯系設計方采取多種措施降低土壤電阻率。

通過綜合上述措施，并對相關接地材料進行實地考察，我們最終確定采用新型材料銅覆鋼作為接地材料，根據材料檢測情況，控制該接地材料腐蝕率在2%以下，做好銅覆鋼的敷設工作，確保敷設準確到位。

5 經濟情況分析

采用新型接地材料，我們必須對新舊接地系統進行經濟情況分析，以確保新型材料經濟性和實用性滿足施工要求。

（1）傳統接地系統雖然前期投資小，但后期使用維護費用較大，特別是因接地材料腐蝕造成線路運行安全帶來的經濟損失和社會效益損害是不可估量的，新型銅覆鋼系統雖然一次性投資大，但其優越穩定的性能減少和避免了因接地材料腐蝕帶來的電力安全事故，極大提高了輸電線路運行的安全性和可靠性。

（2）銅覆鋼材料的耐腐蝕性可較熱鍍鋅鋼提高5—10倍，使用壽命更長，導電性能更好，而且也克服了純銅材質造價過高、硬度不夠難以深鉆等缺點。在濱州這樣的鹽堿地形條件下應用具有非常突出的優勢。同等條件下銅覆鋼則可達到40年設計壽命。不僅如此，從長遠的壽命周期及維護來看投入成本，在40年設計壽命條件下，使用銅覆鋼材料，材料的全壽命周期投資比可比銅降低105%左右，比熱鍍鋅鋼降低35%左右。

（3）輸電線路施工以往通常輸電線路接地極采用Ф12圓鋼，接地引下線采用Ф12鍍鋅圓鋼。鍍鋅鋼材的導線截面積為s=I√t/70，30%導電率銅覆鋼的導線截面積為S=I√t/176，采用70mm2銅覆鋼即可。通過比較，采用銅覆鋼新型材料也可以節約大量接地材料的使用，經濟效益較好。

通過使用新型銅覆鋼接地系統，我們對兩個500kV輸電線路工程地基腐蝕率進行檢查，共檢查150點，平均接地材料腐蝕率為0.005%。通過本次接地材料的研究，我們貫徹了施工工程“一次成優、過程創優”理念，提高了經濟效益，實現了工程安全可靠、質量優良、工藝先進、環保節約的工程建設目標。通過保證接地材料的質量，減少了質量隱患，實現了輸電線路工程“零缺陷”移交，為后續工作打下了堅實基礎，產生了較大的社會效益和推廣價值。

［1］張建波，徐世澤.鍍銅鋼接地在輸電線路中的應用［J］.電工技術，2011（03）10.

［2］吳細毛，崔文軍，洪鶴，李春和.變電站接地材料的腐蝕調查科技資訊［J］.2013（06）23.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.031