淺談輸電線路腐蝕及監測防護措施

符遠征， 胡宗華

（中國南方電網超高壓輸電公司大理局，云南大理 671000）

0 引言

輸電線路是保障地區供電的關鍵。由于輸電線路工作環境較為復雜，受氣候環境影響、自身材料影響等，會出現不同程度的腐蝕，若不加以重視，必然會影響輸電線路的效能[1]。因此，相關單位應在重視輸電線路腐蝕控制的同時，了解輸電線路腐蝕控制與監測措施，以實現輸電線路管理的高效控制。

1 輸電線路腐蝕原理、形式及種類

1.1 輸電線路腐蝕原理

輸電線路腐蝕主要指線路在內在和外在因素影響下而出現的被破壞、損耗的現象，如空氣中的酸、堿、鹽等物質影響下，出現的干腐蝕、濕腐蝕等[2]。其中，干腐蝕主要指物體在天氣體影響下所形成的腐蝕現象，濕腐蝕主要指在一定濕度（有水）環境下，所形成的腐蝕現象。輸電線路基本暴露在空氣中，因此濕腐蝕現象較多。

1.2 腐蝕形式與種類

目前，輸電線路腐蝕的主要類型有雜散電流腐蝕、電偶腐蝕、盈利腐蝕以及大氣腐蝕等，腐蝕后的輸電線路部分結構穩定性、可靠性會受到影響（如圖1所示）。輸電線路最容易受到的腐蝕類型為“大氣腐蝕”，這種腐蝕屬于濕腐蝕，主要是在電化學等影響下所形成的腐蝕現象。以地線金屬材料為例，由于其基本暴露在大氣環境中，在大氣各種成分影響下，金屬表層會附著一層電解質膜（液態），繼而出現各種電化學反應，導致金屬材料被腐蝕。此外，基于大氣腐蝕的特征，其又有空氣污染腐蝕與潤濕腐蝕兩類，如在工業大氣中存在各種粉塵、二氧化硫等物質，這些物質會與空氣中的水分結合，從而腐蝕輸電線路的各種金屬設備。

圖1 輸電線路常見腐蝕

2 輸電線路腐蝕應對措施及監控技術分析

2.1 輸電線路腐蝕應對方式

輸電線路腐蝕表現較多，如導線、鐵塔、接地等，對于這些不同材料、設備的腐蝕應采取針對性腐蝕防控措施。

2.1.1 導線腐蝕應對措施

鋁、銅、鐵是導線主要材料，其中銅材料不僅能在亞硫酸環境中工作，其他環境均具有較高適應性，所以通常不對其進行防腐蝕處理，而鋁和鐵則需要重點關注。

（1）鋁的應對

首先，要避免異種金屬和鋁導線接觸，可用鋁合金線替換部分鋁線、鐵芯、鋼芯，需注意這種替換會降低導線強度；其次，隔絕鐵芯鋁線，即使用非典型蠟與無皂黃油涂防腐劑，可有效提升鋼芯鋁線的防腐蝕效果；其三，可利用鋁合金鍍層、鋁包鋼線等措施，提升輸電線的耐腐蝕性，這種方式效果好，普適性較好；其四，可將鐵芯鋁座位鋁線的外層絞線，能有效提升鋁線耐腐蝕性。

（2）鋼的應對

針對鋼芯鋁絞線的工作需求，可將防腐蝕油脂涂抹在鋁絞線和鋼芯線中間，以避免鋼線被腐蝕性氣體、雨露等影響，從而有效提升鋼線使用壽命[3]。然而，導線在防腐蝕油脂基礎上重量會有所增加，繼而導致導線會因老化而失去效用。而若利用鋁包鋼線方式，則能有效提升腐蝕效果。

2.1.2 鐵塔腐蝕應對措施

（1）鍍鋅

鍍鋅作為一種有效防腐措施，能有效加強電力鐵塔耐腐蝕性。結合《輸電鐵塔設計導則》，在鍍鋅過程中應保持3/16英尺厚度（在有要求基礎上，還應涂抹樹脂保護層）。需注意，若工作環境為強腐蝕，應保持1/4英尺厚度。同時，應有構造技術處理混凝土基礎，以提升塔腳耐腐蝕性。

（2）涂漆

為提升電力鐵塔耐腐蝕性，可涂抹相關油漆。首先，可涂抹磷化底漆，需注意其不能作為一般底漆使用，應在涂抹24 h后，再涂抹其他防銹漆；其次，涂抹紅丹防銹漆，這種油漆具有較高的滲透性、涂刷性等，擁有較強的防銹效果。需注意，涂漆應結合現場實際情況，科學選擇材料，以提升涂漆效益。

2.1.3 接地裝置防腐

為避免輸電線路接地裝置受到電化學腐蝕、含水量腐蝕等，從而降低其效能輸出。相關人員應系統保障接地裝置的耐腐蝕性。

（1）常規措施

結合接地裝置與空氣、土壤接觸特點，以鍍鋅方式處理接地引下線。若為水平接地體，可將其直接埋入地下；若該地腐蝕性較強，應使用直徑更大的圓鋼。

（2）細化措施

一方面，優化材料應用方式和方向。控制輸電線路的埋深，如要大于0.6 m，回填材料要用稀土。控制接地設備的焊接，如控制脫節現象，提高焊機均勻性等。使用不影響接地設備耐腐蝕性的高效降阻劑[4]，在埋設材料前，對其做針對性檢測，如檢測其平均腐蝕率（應低于0.05 mm/年）。另一方面，采用陰極保護法。一是可采取犧牲陽極法，主要是利用連接負極方式，添加更易受到腐蝕的金屬，這樣在陽極腐蝕基礎上，接地設備會得到較好的保護；二是采用外加電流法，連接電源負極與相關接地裝置，讓后者處于陰極狀態，這樣便能在極化效應下提升線路保護效果。

2.2 監控措施

2.2.1 人工監控措施

人工監控主要指以人力巡查方式，觀察設備現場狀態，如利用人力觀察塔杠上端是否受到腐蝕、完好等。雖然在現代信息技術支撐下人工巡查方式得到了有效改善，但仍有部分地區采用這種監控方式。這種方式的工作效率較低，且部分地區可能會危及現場檢測人員的生命安全，目前已經被逐漸淘汰。

2.2.2 聲發射檢測技術

本監控技術主要目的是提升電塔錨桿的檢測效果。由于發聲檢測技術具有無損且效果較好等優點，近年來關注度較高。聲發射檢測是基于瞬態激振原理，能夠有效接收腐蝕位置的反饋信號，并詳細記錄，即利用返回的能量、信號頻率可有效分析錨桿上腐蝕位置及其腐蝕基本情況等。因此，本監控與檢測方式具有較高的應用效率和質量[5]。

2.2.3 在線監測預警技術

在線監測預警技術主要是結合光電法激光檢測技術全面監測輸電線路的腐蝕情況或線路是否存在其他異常等。該技術在運行狀態下，可不間斷地監控部分輸電線路的腐蝕情況，或輸電線路周邊是否存在影響線路運行的物體如樹木等。該技術還能及時將采集信息反饋至控制終端，并在發現異常后及時向技術人員預警，提升腐蝕以及其他事件處理效率和質量。

2.2.4 電偶探針技術

本技術主要利用相關感應器、信號采集器、傳感器等設備，以數據信息控制技術為中心，遠程監控輸電線路腐蝕數據。該技術具有較強的適應性，能夠適應復雜的大氣環境，有效避免濕度、腐蝕電流對設備的影響，因此其具有較高的靈敏性。

2.2.5 現代監控技術

利用現代監控設備、無人機監控設備等動態監控復雜環境下的輸電線路。該技術具有較強的靈活性，可以全方位監控輸電線路所有設備腐蝕情況或其他異常情況，如線路上有異物等。無人機監控設備攜帶的高清攝像頭能助力現場檢查人員清晰了解高空以及其他不宜進入場景輸電線路的情況等。

3 輸電線路腐蝕應對建議

針對現行輸電線路復雜的工作環境，相關技術人員或管理單位應結合現場實際情況，采取針對性應對措施，提高技術人員技能，以提升輸電線路腐蝕識別和處理能力，建立更加嚴格的腐蝕管理體系。

3.1 加強技術人員培訓

一是要提高技術人員輸電線路現場識別和處理能力，能夠識別輸電線路工作環境，了解輸電線路相關設備腐蝕原因，掌握現場基本處理措施等；二是要助力技術人員形成系統技能素養，如掌握腐蝕原理、腐蝕類型、腐蝕應對措施等。

3.2 建立嚴格的腐蝕管理體系

3.2.1 加強輸電線路腐蝕驗收

目前，輸電線路驗收重點在于設備是否能正常運行，運行設備是否有缺陷，以及相關構件是否有效等，而對設備的耐腐蝕性（如鍍鋅層是否達到國家標準）等關注較少。所以，應在驗收輸電線前，設計輸電線路相關材料檢測流程，一是看材料是否有鍍鋅，二是看材料鍍鋅是否達標，三是看鍍鋅是否有損壞，四是看材料表面是否有劃痕等。

3.2.2 強化防腐蝕運維管理

要結合輸電線路工作環境、地段特點、工作年限壽命等要素，設計階梯式巡視、在線監控模式。要重點關注年份較久、腐蝕性強的地區。若巡查中發現有設備存在腐蝕現象，應基于該地區具體特點，全面檢測周邊輸電線路腐蝕情況，并制定防腐蝕工作計劃，以提升輸電線路運維管理效果。

3.2.3 設計輸電線路防腐管理等級

結合輸電線路具體管理需求和其所在區域，設計輸電線路腐蝕區登記，即要依據地區污穢、環境污染情況，對處在惡劣腐蝕環境的輸電線路提高防腐蝕標準。以桿塔為例，施工組立階段，注意構件連接是否牢固，腐蝕易發部位防腐蝕措施是否落實到位；運行階段結合狀態巡視、診斷，密切監控桿塔運行環境變化，動態更新區域防腐蝕等級，聯動變更防腐蝕措施[6]。

4 結束語

針對更高要求和標準的作業環境，相關單位應重視輸電線路防腐蝕、監控等技術的應用，并結合現場實際情況，采取有針對性的應對措施，以在提升自身管理效果的同時，避免輸電線路因腐蝕而罷工等情況。