劉凱強

摘要：在高壓輸電線路當中，電力金具指的主要是與輸電鐵塔導線和絕緣子等相連，起到支持和固定作用的金屬附件。如果金具出現(xiàn)腐蝕會導致線路出現(xiàn)墜落或斷開，甚至會造成停電跳閘的事故。在高空運行的過程中，金具無法有效的進行維護，所以一定要對金具腐蝕機理進行研究，并且采取有針對性的措施提前進行預防，通過分析發(fā)現(xiàn)氮氧化物、硫化物、氣候條件等都會對金具產(chǎn)生腐蝕影響，然而在關鍵腐蝕因素方面依然缺乏認識。

關鍵詞：架空輸電線路;金具腐蝕;防護;分析

1架空輸電線路金具腐蝕的現(xiàn)狀

輸電線路由于長期暴露在野外，受到風霜雨雪的侵蝕很容易出現(xiàn)腐蝕的情況，而且金具是一種小型連接部件，在腐蝕速度方面通常比導線和鐵塔快，鋼制金具往往使用熱浸鍍鋅的方式進行防腐，希望能夠保證其使用壽命達到20年以上，但是在很多區(qū)域，由于酸雨的因素出現(xiàn)強腐蝕破壞，在實際壽命方面往往無法達到設計需求。金具腐蝕失效對電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生較大的影響。一般情況下金具處于高空，所以無法進行檢修維護，因此一定要重視架空輸電線路金具腐蝕的分析及防護。

2采樣分析

對我國南部某工業(yè)區(qū)的線路進行取樣，該工業(yè)區(qū)當中具有大型冶煉廠，設計污穢等級為中污區(qū)二級。對樣品進行檢查，發(fā)現(xiàn)連板平行掛板和直角掛板之間出現(xiàn)了嚴重的腐蝕，覆蓋了紅銹，而懸垂線夾、u型螺栓等也出現(xiàn)了明顯的腐蝕，局部周邊產(chǎn)生了紅銹，另外一些U型掛環(huán)也出現(xiàn)了較輕的腐蝕。

除去金屬金具腐蝕最嚴重部位的表面浮銹之后，對其尺寸測量發(fā)現(xiàn)，懸垂線夾掛架位置出現(xiàn)了嚴重的腐蝕，腐蝕程度達到了20%左右。另外平行掛板和直角掛板也產(chǎn)生了17%的腐蝕，由此可以發(fā)現(xiàn)懸垂線夾因為邊角縫隙較多，而且形狀復雜，盡管整體銹蝕不是非常嚴重，但局部出現(xiàn)了很嚴重的腐蝕時，很多被腐蝕的金具尺寸已經(jīng)無法達到要求，承載能力大幅度下降。

3腐蝕產(chǎn)物分析

3.1X衍射分析

為了對腐蝕產(chǎn)物的物相進行分析，從銹蝕位置將粉末適當刮出，在x射線衍射儀當中進行測試，大多數(shù)為四氧化三鐵，主要物相和鐵腐蝕產(chǎn)物組合，導致金具銹蝕宏觀上呈紅褐色，另外還可以表明有含鐵硫酸鹽的存在，出現(xiàn)了硫腐蝕。

3.2電子顯微鏡分析

截取直角掛板上的方形試塊，在電子顯微鏡下進行分析，銹層當中有很多顆粒狀腐蝕產(chǎn)物，而且可以明顯看到孔洞和裂紋，截面當中的深灰色氧化區(qū)域和淺灰色鐵基體有明顯的結(jié)合面，而且基體相對較為致密，氧化區(qū)比較疏松。這就說明一些腐蝕性物質(zhì)逐步開始進入到鐵基體當中，對鐵進行腐蝕。另外對氧化區(qū)域截面基體和表面進行EDS分析，最終測得基體的主要成分為鐵，并且還有少量的錳，符合16Mn材質(zhì)，這就說明出現(xiàn)了嚴重的腐蝕，而且表面熱鍍鋅的保護層，只有少許殘留，說明鍍鋅層已經(jīng)無法達到應有的效果。

分析EDS線掃描的記錄發(fā)現(xiàn)從基體到表層的含氧量大幅度提升，鐵含量進一步下降，而且具有一定的含硫含量，這些硫元素主要是工業(yè)污染大氣產(chǎn)生的，就會導致金具的腐蝕大幅度增加。

4架空輸電線路金具腐蝕原因及防護對策

4.1大氣污染當中硫元素的影響

金具腐蝕主要是電化學腐蝕表面熱鍍鋅的電位相對較低，首先，腐蝕鋅起到陰極保護的作用，如果潮氣和雨水在鋅表面吸附形成薄液膜，就會產(chǎn)生電解液的環(huán)境，最終出現(xiàn)微觀電化學腐蝕。

若是大氣當中沒有被污染，酸性介質(zhì)相對較小，腐蝕出現(xiàn)的氫氧化鋅、碳酸鋅等化合物會進一步產(chǎn)生堿式碳酸鋅的致密薄膜，這種產(chǎn)物無法溶于水，可以阻止水分進一步進行后續(xù)腐蝕，可以做到自我保護的作用。但是如果出現(xiàn)了二氧化硫等，會逐步溶解和氧化，導致氫離子的出現(xiàn)，造成鋅表面薄膜進一步酸化。在酸性條件下原本致密的堿式碳酸鋅保護膜逐步與硫反應生成硫酸鋅。

這種硫酸鋅的特點和堿式碳酸鋅完全不同，其非常容易溶于水，在自然界很容易被水沖走。這樣在金具使用的過程中，就會導致鍍鋅層進一步消耗，在鍍鋅層消耗完之后也會失去陰極保護而逐步生銹。

當前金具保護主要使用的是熱浸鍍鋅層，在大氣環(huán)境下這種方式的穩(wěn)定性較高，但是含硫氣氛條件下腐蝕速度大幅度增加。相對而言，鍍鋁層在耐硫腐蝕方面相對較強，而且密度較輕，但是不耐磨，所以可以使用鋅鋁合金鍍層，對兩者的優(yōu)點進行綜合。當前，國內(nèi)外主要較為成熟的方法有鋁鋅合金以及熱鍍鋅鋁合金，這些材料在抗硫腐蝕方面的性能相對較強，在工業(yè)區(qū)金具防腐方面效果非常明顯。

4.2金具自身特點導致腐蝕加劇

金具由于其自身的特點也會導致其腐蝕速度超過導線和鐵塔。由于金具結(jié)構(gòu)相對較為復雜，所以很容易出現(xiàn)接觸腐蝕和縫隙腐蝕，從邊角縫隙處產(chǎn)生嚴重的腐蝕。其次，金具在使用的過程中往往需要承受一定的拉應力。在這種拉力的條件下，金屬比靜止狀態(tài)更容易受到腐蝕，應力增加會導致鍍鋅層表面破壞的程度進一步加大，導致表面裂紋增多，很多腐蝕介質(zhì)會滲入到鍍鋅層當中。金具運行的過程中，磨擦碰撞也會導致腐蝕的產(chǎn)生，金具連接輸電線路的過程中沒有完全進行固定，在風、冰等附加載荷條件下會導致輸電線路出現(xiàn)振動、風飄，帶動金具相互接觸摩擦，這樣會導致輕微腐蝕的出現(xiàn)。另外，這種摩擦會出現(xiàn)一定的缺陷，導致復蘇的速度大幅度加快。

通過運行分析發(fā)現(xiàn)，城市的輸電線路金具腐蝕較早。在鄉(xiāng)村大氣條件下熱鍍鋅保護金具可以維持20年的壽命以上，但是在工業(yè)區(qū)無法達到相應要求，所以一定要重視加強防護，尤其是需要對微動腐蝕進行重視。在鍍鋅表面可以涂抹一層柔性耐磨涂層，這樣可以讓微動腐蝕大幅度下降，提高防腐效果。由于金具在運行的過程中無法有效地進行維護，所以在安裝之前就需要進行涂覆。

4.3鍍鋅層質(zhì)量對金具的腐蝕影響

根據(jù)相關標準金具鋼件厚度達到6mm的時候，標準的鍍鋅層的平均厚度需要達到85μm。然而分析所使用的金具可以發(fā)現(xiàn)直角掛板和聯(lián)板鍍鋅層在厚度方面偏低，這也是導致這兩種金具往往出現(xiàn)嚴重腐蝕，覆蓋紅銹的一個重要原因。所以，在安裝金具前，需要重視質(zhì)量控制，重視鍍鋅質(zhì)量的檢測工作，在保證尺寸精度的要求下，讓鍍鋅的厚度增加，這樣可以有效地提高金具的使用壽命，保證金具的使用效果。

結(jié)束語

當前經(jīng)濟的快速發(fā)展，導致工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在此過程中，污染區(qū)酸雨形成強腐蝕破壞，嚴重地影響了輸電線路金具，導致其實際壽命無法達到要求。金具腐蝕失效會導致非常嚴重的問題，比如說導致線路斷開或是絕緣子掉串，對電網(wǎng)的安全產(chǎn)生嚴重影響。而金具主要在高空當中，處于帶電運行的狀態(tài)，在實際操作過程中無法有效維護，所以，一定要重視加強架空輸電線路金具腐蝕分析及防護。

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