分析如何降低盐碱地区接地材料腐蚀率

王昆仑

（国网山东省电力公司经济技术研究院，济南 250021）

分析如何降低盐碱地区接地材料腐蚀率

王昆仑

（国网山东省电力公司经济技术研究院，济南 250021）

本文通过接地材料使用现状的调查，分析了接地材料产生腐蚀的原因，对新型材料作为接地极情况进行了综合分析

接地；铜覆钢；腐蚀

输电杆塔的接地问题是一个看似简单、实际却是非常复杂而又至关重要的问题，它是维护输电线路可靠运行、保障运行人员和电力设备安全的重要措施。

1 工程监理接地材料使用现状

输电线路的杆塔接地装置主要是为了导泄雷电流入地，以保持线路有一定的耐雷水平，对输电线路安全运行起着重要的作用。但是根据调查分析，长期埋在地下的接地装置，由于土壤的腐蚀作用，7～8年便发生严重损坏，从而影响杆塔的耐雷水平。近年来，随着我国电力需求量的增大，在沿海等盐碱地区将建设更多的输电线路等电力设施，其腐蚀环境的恶劣将使得接地装置的腐蚀和安全问题更为突出。因此开展盐碱土壤中接地材料腐蚀行为和防腐蚀材料的研究，对保证接地网接地性能的稳定性和输电线路的安全运行有着非常重要的作用。

目前，国内输电线路的水平接地体多采用镀锌圆钢或扁钢，垂直接地体采用钢管或角钢，该材料虽然造价低，硬度大，但耐腐蚀性差、寿命低，一般运行5年左右就需要开挖检修，在腐蚀性地区甚至3年就因腐蚀严重而全面更换，钢材作为接地材料的缺陷是十分明显的，各类防腐措施对钢材只能起到有限的延缓腐蚀作用，并不能完全防腐。滨州地区土质以碱性土为主，腐蚀性较强，需要使用新型材料或其他办法降低接地材料的腐蚀率，因此要找到一种耐腐蚀性较高的材料，节省投资费用，延长使用寿命。

2 接地材料腐蚀情况调查

沾化-滨州500kV输电线路工程、沾化-黄河500kV输电线路工程位于滨州地区，工程线路沿线地形50%为河网泥沼。我们在铁塔基础点附近分别取十处作为土壤环境、地电流情况测试点。接地极长期埋设在土壤当中，并直接与大地接触。土壤腐蚀是接地极材料最主要的腐蚀类型，因此，土壤的腐蚀性是接地网腐蚀的重要指标。通过测量土壤的电阻率、瞬时腐蚀率来评价土壤的腐蚀性。土壤电阻率与瞬时腐蚀速率反应土壤环境电化学腐蚀的强弱。检测结果表明，滨州地区土壤环境腐蚀性较强，这与当地的地质因素有关。通过分析、统计，接地材料腐蚀原因主要表现为土壤的腐蚀性和材料的耐腐蚀率。

3 原因分析

我们针对“土壤电阻率”和“接地材料”主要因素进行了原因分析，因此接地腐蚀率可分为：一是土壤电阻率高。其盐碱地区电阻率高和接地体埋深不够、上层土壤腐蚀快；二是人员水平。表现在施工人员水平低和经验少；三是接地材料。其钢材耐腐蚀性差、引下线耐腐蚀性较差和接地材料规格过小；四是操作工艺。其焊接头存在虚焊、假焊想象，会用砂子、碎石和建筑垃圾作回填土。

4 制定相关解决对策

（1）针对接地体埋深不够，上层土壤含氧率较高，吸氧腐蚀快等问题，采取现场严格检查施工情况，准确测量接地体埋深。确保接地材料埋深符合设计和相关工程规范要求。

（2）针对用砂子、碎石和建筑垃圾作回填土等问题，采取现场监理旁站等方式确保人员监督到位，确保回填土符合设计和相关规范要求。

（3）针对施工过程中，接地材料焊接头存在虚焊、假焊等现象，并且对焊接头没有做防腐处理等问题，我们要求监理人员事先审查焊接方案并要求施工人员进行预焊接，检查合格后方可进行正式焊接。

（4）针对接地引下线没有采取过渡防腐措施，没有刷防腐漆等问题，要求现场监理人员及时检查施工方案和现场施工情况，要求施工人员严格按照图纸施工。

（5）针对钢表面的镀锌层以及导电涂层在盐碱土壤中存在较短时间内就腐蚀或失效，以至于对接地体保护效果较小等问题，我们利用相关仪器设备测量接地材料在盐碱地区的瞬时腐蚀率，确保瞬时腐蚀率满足要求。

（6）针对土壤盐碱程度高等问题，我们联系设计方采取多种措施降低土壤电阻率。

通过综合上述措施，并对相关接地材料进行实地考察，我们最终确定采用新型材料铜覆钢作为接地材料，根据材料检测情况，控制该接地材料腐蚀率在2%以下，做好铜覆钢的敷设工作，确保敷设准确到位。

5 经济情况分析

采用新型接地材料，我们必须对新旧接地系统进行经济情况分析，以确保新型材料经济性和实用性满足施工要求。

（1）传统接地系统虽然前期投资小，但后期使用维护费用较大，特别是因接地材料腐蚀造成线路运行安全带来的经济损失和社会效益损害是不可估量的，新型铜覆钢系统虽然一次性投资大，但其优越稳定的性能减少和避免了因接地材料腐蚀带来的电力安全事故，极大提高了输电线路运行的安全性和可靠性。

（2）铜覆钢材料的耐腐蚀性可较热镀锌钢提高5—10倍，使用寿命更长，导电性能更好，而且也克服了纯铜材质造价过高、硬度不够难以深钻等缺点。在滨州这样的盐碱地形条件下应用具有非常突出的优势。同等条件下铜覆钢则可达到40年设计寿命。不仅如此，从长远的寿命周期及维护来看投入成本，在40年设计寿命条件下，使用铜覆钢材料，材料的全寿命周期投资比可比铜降低105%左右，比热镀锌钢降低35%左右。

（3）输电线路施工以往通常输电线路接地极采用Ф12圆钢，接地引下线采用Ф12镀锌圆钢。镀锌钢材的导线截面积为s=I√t/70，30%导电率铜覆钢的导线截面积为S=I√t/176，采用70mm2铜覆钢即可。通过比较，采用铜覆钢新型材料也可以节约大量接地材料的使用，经济效益较好。

通过使用新型铜覆钢接地系统，我们对两个500kV输电线路工程地基腐蚀率进行检查，共检查150点，平均接地材料腐蚀率为0.005%。通过本次接地材料的研究，我们贯彻了施工工程“一次成优、过程创优”理念，提高了经济效益，实现了工程安全可靠、质量优良、工艺先进、环保节约的工程建设目标。通过保证接地材料的质量，减少了质量隐患，实现了输电线路工程“零缺陷”移交，为后续工作打下了坚实基础，产生了较大的社会效益和推广价值。

［1］张建波，徐世泽.镀铜钢接地在输电线路中的应用［J］.电工技术，2011（03）10.

［2］吴细毛，崔文军，洪鹤，李春和.变电站接地材料的腐蚀调查科技资讯［J］.2013（06）23.

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