浅谈高压输电线路的防腐措施

2019-10-21 09:03任海鹏
中国电气工程学报 2019年12期
关键词:防腐措施高压输电线路

任海鹏

摘要:随着电网的发展,对于供电可靠性的要求都越来越高,高压输电线路通过直埋电缆及沟、隧道敷设电缆,不受雷电、风害、鸟害、挂冰等恶劣气象条件和人为破坏等因素的影响具有明显优势,在电网建设中的比重逐年升高。本文基于高压输电线路的防腐措施展开论述。

关键词:高压;输电线路;防腐措施

中图分类号:TM862     文献标识码:A

引言

我国现代科学技术飞速发展,包括电力系统也在不断地完善升级之中。高压输电线路的防腐是一项非常重要的工作,应该得到更多的重视。在对高压输电线路防腐过程中,要根据不同的环境条件,因地制宜选择正确的防腐方法以及工艺,确保高压输电线路有一个高质量和稳定的运行环境。

1输电线路接地装置受腐蚀的影响因素

1.1电化学腐蚀

主要是输电线路所处环境的介质中出现了电化学反应,因为金属本身和介质电化学存在不均一性,就会形成腐蚀原电池的问题。加之受到pH数值、杂散电流以及电阻率等周围因素的影响,也会造成严重的腐蚀问题。需要注意的是,土壤环境中本身就存在多相性以及不均匀性,因此,除了可能生成和金属组织不均一的环境外,也会出现微型电池结构,造成腐蚀问题的加剧。

1.2含水量会对输电线路腐蚀问题产生影响

土壤中的水分对金属溶解离子化过程以及土壤电解质离子化过程都会形成作用,尤其是在土壤含水量较高的过程中,饱和度会在95%以上,并且,氧气的扩散渗透也会产生影响。若是湿度能被控制在10%以下,则阳极极化过程和土壤的电阻数值都会增大,腐蚀速率会降低。土壤电阻率降低,会增加腐蚀的严重性。值得一提的是,粘性土壤的电阻率数值参数较低,输电线路接地装置处于这种土质结构时往往腐蚀性较大。

2高压输电线路的防腐措施

2.1接地装置阴极保护法

在输电线路接地装置防腐蚀工作开展的过程中,要结合被保护金属的性质对其进行外加阴极极化的方式进行金属保护。目前,牺牲阳极法和外加电流法的应用范围较为广泛,能有效利用相应的化学反应保证输电线路接地装置防腐效果符合要求,一定程度上提高其运行质量和安全性。一方面,主要是牺牲阳极法。需要在被保护输电线路接地装置上连接负极以及更加容易腐蚀的金属,有效利用阳极腐蚀溶解的方式保证输电线路接地装置的安全性。另一方面,主要是外加电流法。要利用外加直流电源的方式进行处理,将被保护的输电线路接地装置和电源负极相连接,确保输电线路接地装置成为整个结构的阴极,形成极化效应,保证金属不会被腐蚀。

2.2架空导地线的防腐措施

架空导地线大多数是使用钢绞线或者钢芯铝绞线。导地线受到空气中水分、盐类物质以及化学成分与钢芯发生反应,出现腐蚀。这种情况的腐蚀程度受到导地线制造工艺的严重限制。导线腐蚀包含电化学腐蚀和化学腐蚀两种。电化学腐蚀常出现在导线外层。如果空气湿度逐渐增大,导线表面形成水膜,大气中二氧化碳、氧气以及其他物质在水膜中溶解,构成了电解液的薄层。电解液薄层同金属表面的氧化膜发生反应,发生了腐蚀。在导线内部存在金属电极电位差,铝线钢芯也会出现腐蚀。在铝线受到腐蚀之后,导线表面会形成白色粉末,使得导线变脆,使其使用寿命不断缩短。因此需要在钢芯线和铝线之间刷涂有机材料,制作防腐蚀油脂,将腐蚀性气体以及雨露对钢线造成的腐蚀阻挡开来,从而让钢线寿命得以延长,使钢线寿命可以和铝线寿命匹配。由于防腐蚀油脂的加入,让导线重量有所增加,经过长时间的使用会造成导线老化。使用铝包钢芯铝绞线,这样导线承力和接触金属是同样金属,不会构成原电池,电化学反应自然不会发生。

2.3架线金具的防腐措施

架线金具常有氧化腐蚀的危害。由于导线送电发热,与导线联接的金具长期裸露在大气中,常年受到日晒、雨淋、风尘及化学活性氣体的侵蚀,造成金属导体接触面严重锈蚀或氧化,氧化层会使金属接触面的电阻率增加几十倍。金具在正常情况下的腐蚀速度快于铁塔和导线。金具在出厂安装之前对其表面进行热镀锌的处理,同时,在腐蚀严重地区,可在安装之前进行涂漆。线路投产运行后,需及时根据镀锌层及漆膜破坏部分进行修护。在工区的输电线路金具可采用铝合金镀层、涂耐磨涂层、增加镀锌厚度等方法进行有效防腐。

2.4节点防腐涂料措施

耐蚀钢输电铁塔,由于其节点处存在缝隙,而且长期处在干湿交替的工作环境中,节点处的腐蚀情况要高于主、斜材等其他构件。对节点处进行单独防腐处理,减小整塔各部位的腐蚀速率差异,可以从整体上增加耐蚀钢铁塔的寿命。输电铁塔防腐蚀涂料涂层系统一般分为底漆、中间漆和面漆三个组成部分。各组成部分的特征如下:(1)底漆。底漆是整个涂层系统中极其重要的部分,具有如下特点:①对底材有良好的附着力,同时底漆的基料具有屏蔽性,可阻挡水、氧、离子的透过。②因为金属腐蚀时在阴极呈阳性,所以底漆基料宜具碱性,如氯化橡胶和环氧树脂等。(2)中间漆。中间漆的主要作用:与底漆和面漆具有良好的附着性,起到承上启下的作用。在重防腐涂料中,中间漆的作用主要是增加涂层体系的厚度,以提高整个体系的屏蔽性能。(3)面漆。面漆的主要作用是:抵抗腐蚀介质和外部应力的作用,遮蔽日光紫外线对涂层的破坏,同时起到装饰和标志作用。

3加强高压输电线路的防腐管理措施

3.1构建电力设备腐蚀管理“信息网”

立足科研创新,实现“信息网”技术积累。国网浙江电力组建“输变电设备腐蚀与防护技术创新团队”(以下简称“腐蚀创新团队”)与“输变电设备腐蚀管理实验室”(以下简称“腐蚀实验室”),陆续完成国网公司科技项目“输变电设备腐蚀监控、腐蚀管理技术的研发”“重工业污染区输电线路杆塔和接地网防腐工程技术研究及示范”“电力设备接地网系统金属腐蚀状态评价技术研究及应用”等三十余项科技项目,积累涵盖输变电设备腐蚀检测方法与装置、新型高效防腐材料技术、腐蚀防护技术标准以及腐蚀监控系统平台等方面的多项科研技术成果,为输变电设备腐蚀管理信息网的建立提供了充分、可靠的技术支撑。

3.2构建电力设备腐蚀管理“人才网”

顶层设计———构建电网腐蚀管理体系架构。以国网电力运维检修部为调控管理机构,各省电科院为技术监督机构,各地市输变电运检室为业务主体单位,构建适合电网的输变电设备腐蚀管理体系架构。省运检部、省电科院及各地市运检工区相关部门负责人和专职人员,组成了输变电设备腐蚀监管网络,明确设备腐蚀总体管理机构与业务协同体系;以省电科院腐蚀创新团队人员为主体、腐蚀实验室学术委员会成员为主要顾问专家,组建了输变电设备腐蚀技术网络,明确设备腐蚀“内部技术支持”与“外部专业智库”合作模式。国网浙江省电力公司目前已构建由省运检部、省电科院腐蚀创新团队协同专家顾问团、11个地市运检工区相关负责人及腐蚀专职人员组成的输变电设备腐蚀管理人才网,这种人才网模式值得推广。

结束语

综上所述,在新时代发展背景下,保证我国不断增加经济建设投入,就需要大力发展高压输电线路的要求。提高高压输电线路的防腐能力,能够保证输电线路的安全可靠运行,对提高供电可靠性起到重要的作用,从而对社会发展生产提供可靠的电力基础。

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