有關高壓輸電線路的防腐措施分析

龔曉松

摘要：輸電線路包含架空導地線、架線金具、鐵塔、基礎及接地裝置等部分，輸電線路長期在野外，受到各種環境的威脅，使得輸電線路各個部分都受到了腐蝕破壞。防腐問題仍然是影響輸電線路使用壽命的突出問題。因此，需要對高壓輸電線路的防腐措施展開研究，進而保證輸電線路的穩定運行。

關鍵詞：高壓;輸電線路;防腐;措施

1高壓輸電線路的腐蝕種類

腐蝕破壞會造成輸電線路壽命的縮短，輸電線路在腐蝕環境中不能達到預期壽命。根據輸電線路受到腐蝕的環境不同，可以分成大氣腐蝕、土壤腐蝕以及水腐蝕三種。在開展輸電線路維護和施工工作的時候，要綜合分析輸電線路的環境，了解其受到的腐蝕威脅，對架空導地線、鐵塔、架線金具、基礎、接地裝置等采取對應的措施，從而達到更好的防腐效果。例如空氣會對鋼鐵產生腐蝕作用，空氣濕度的增加也會加快鋼鐵受到腐蝕的速度。當空氣濕度達到75%這個數值時，空氣對鋼鐵的腐蝕作用會明顯加快，腐蝕程度的加快會影響到鋼鐵的使用壽命，甚至威脅到其安全運行。如果環境溫度較高，環境將會較為干燥，這時輸電線路受到腐蝕的速度也會稍加緩解。如果環境溫度出現驟降和驟升，較大的溫差將會造成空氣溫度變化，使得鋼鐵受到腐蝕的速度加快。此外，輸電線路可能會經過一些特殊區域，例如煤礦廠以及石油化工廠等區域，在空氣中會增加很多顆粒性物質，這些物質會附著在鐵塔上，鐵塔周圍的顆粒性物質以及工廠排放的廢棄物都將腐蝕到鐵塔。

2架空導地線的防腐措施

架空導地線受到空氣中水分、鹽類物質以及化學成分與鋼芯發生反應，出現腐蝕。這種情況的腐蝕程度受到導線制造工藝的嚴重限制。導線腐蝕包含電化學腐蝕和化學腐蝕兩種。其中，電化學腐蝕常出現在導線外層。如果空氣濕度逐漸增大，導線表面形成水膜，大氣中二氧化碳、氧氣以及其他物質在水膜中溶解，構成了電解液的薄層。電解液薄層同金屬表面的氧化膜發生反應，發生了腐蝕。鋼芯鋁絞線會出現腐蝕。在鋁線受到腐蝕之后，導線表面會形成白色粉末，使得導線變脆，使其使用壽命不斷縮短。因此需要在鋼芯和鋁之間刷涂有機材料，制作防腐蝕油脂，將腐蝕性氣體以及雨露對鋼芯造成的腐蝕阻擋開來，從而讓鋼線壽命得以延長，使鋼線壽命可以和鋁線壽命匹配。使用鋁包鋼芯鋁絞線取代鍍鋅鋼線，這樣導線承力和接觸金屬是同樣金屬，不會構成原電池，電化學反應自然不會發生。

3鐵塔的防腐措施

輸電塔大多是鋼筋混凝土、鋼管桿、預應力混凝土電桿以及鐵塔等。鐵塔由于常出現裂縫和銹蝕問題，使得輸電線路中鐵塔的使用受到限制。在出廠安裝之前對鐵塔表面進行熱鍍鋅的處理，能夠讓桿塔結構延長使用壽命。使用熱鍍鋅時，鋼鐵和鋅之間出現擴散構成了鋅鐵合金層，相比于涂料結合，這種結合更加牢固，即使暴露在大氣環境中，鋅層數也不會脫落。如果鍍鋅層出現裂縫損壞，金屬鋅將會主動犧牲陽極保護裂紋位置的鋼鐵，這也是鍍鋅層具有的優勢。鋼鐵材料在大氣中腐蝕屬于電化學腐蝕，溫度與濕度是引起大氣中腐蝕的關鍵因素。陰極屬于氧去極化反應、具體反應式為

陽極反應：Fe—Fe2++2e-E0=-0.44V（1）

陰極反應O2+2H20+4e-—4OH+中性與堿性溶液中E0=+0.401V（2）

E0—標準電極電位

（1）與（2）反應式相加

2Fe2-+2H20+O2—2Fe2-+4OH++2Fe（OH）2（沉淀）（3）

Fe（OH）2不會溶解在水溶液中，進一步與水反應

2Fe（OH）2+H2O+1/2O2—2Fe（OH）3沉淀（4）

也有人認為大氣環境腐蝕反應式為

陽極反應：Fe—Fe2++2e-（5）

陰極反應：3FeOOH+e—FeO3O4+H2O+OH-（6）

鋅的電化學腐蝕與鋼類似，反應式如下：

陽極反應：Zn-2e—Zn2+（7）

陽極反應：02+2H2O+4e-—40H-（8）

陽極發生鋅的溶解，在陰極發生氧去極化反應。因為大氣中有一定濕度，必然在金屬表面形成水膜，而水中會溶解一定量的氧，尤其在電解液與空氣接觸的界面反應更加劇烈。反應結果

Zn2++OH-—Zn（OH）2—ZnO+H2O（9）

如果大氣中沒有被污染，酸性介質濃度很低，PH>5.2腐蝕產物一般是非溶性的化合物。如Zn（OH）2或znO有時形成（ZnC03）熱鍍鋅防護是犧牲陽極保護，即鋅的標準電極電位低于鐵，通過鋅層被腐蝕掉保護鋼基體不被腐蝕。所以熱鍍鋅件的抗腐蝕性能與鍍鋅層厚度密切關聯。熱鍍鋅層越厚、抗腐蝕性能也越好。

4架線金具的防腐措施

由于導線送電發熱，與導線連接的金具長期裸露在大氣中，常年受到日曬、雨淋、風塵及化學活性氣體的侵蝕，造成金屬導體接觸面嚴重銹蝕或氧化，氧化層會使金屬接觸面的電纜率增加幾十倍。金具在正常情況下的腐蝕速度快于鐵塔和導線。金具在出廠安裝之前對其表面進行熱鍍鋅的處理，同時，在腐蝕嚴重地區，可在安裝之前進行涂漆。線路投產運行后，需及時根據鍍鋅層及漆膜破壞部分進行修護。在工區的輸電線路金具可采用鋁合金鍍層、涂耐磨涂層、增加鍍鋅厚度等方法進行有限防腐。

5基礎的防腐措施

某地區地下水腐蝕性的測試結果，如圖1，應對有腐蝕性的地下水采取保護措施。根據圖1可以了解到，地表水對于桿塔基礎中鋼筋混凝土結構有著較強的腐蝕性，需要加以保護。地表水中含有大量的硫酸根，會腐蝕混凝土結構，同時氯離子、重碳酸根離子都會破壞混凝土結構。因此需要使用高于C30強度等級的水泥材料，避免混凝土結構受到腐蝕。如果pH值沒有超過4，需要在混凝土表面刷涂瀝青或者填筑粘土保護層，起到保護作用。

6接地裝置的防腐措施

在接地裝置上使用耐腐蝕的金屬材料進行鍍層處理，接地裝置中可以利用合金鋼以及有色金屬，避免腐蝕的擴大。由于這種方法耗費成本比較高，很少使用這種辦法進行處理。一般接地裝置表面要涂刷一層導電防腐的材料，避免出現腐蝕過快的情況。常使用的刷涂材料是油漆，最近幾年也出現了很多種導電防腐新型材料，使得接地裝置的使用壽命被大大延長。在涂層上出現了老化的問題，還需要定期進行涂刷。同時漏涂和破損等問題也難以避免，導致局部出現了嚴重腐蝕的問題。一些防腐效果要求較高的場所，需要在周圍使用高效的降阻防腐劑展開維護，方可達到良好的防腐蝕效果。另外也常使用陰極保護方法，將金屬構件當做是陰極，利用陰極極化將金屬表面出現的電化學反應消除掉，從而實現防腐目的。

7結語

總之，高壓輸電線路作為電網的重要一環，近年來得到越來越多的重視，其維護工作也在逐步提升和創新。防腐措施是輸電線路管理工作當中十分重要的部分。防腐措施的選擇需要根據輸電線路不同區域的環境特征，采取有針對性的措施，這樣才能保證輸電網可以更加安全穩定地運行。

參考文獻：

[1]李斌，孟曉波，王國W，等.南方沿海地區架空導線腐蝕情況調研分析[J]，電線電纜，2018（04）：6-9+28.

[2]方玉群，周海飛，邢哲鳴，等.輸電線路鐵塔塔腿防腐的失效分析與預防[J].浙江電力，2017，36（06）：64-67+75.