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阴极保护应用在接地装置中
施工技术

阴极保护应用在接地装置中

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  详细介绍:

  [摘 要]简要介绍了阴极保护的机理、实践及实施中应注意的事项,并对阴极保护的应用前景作了评述。

  [关键词]阴极保护 接地装置 应用实践

  一、引言

  接地装置的优劣,直接关系到变电站的安全运行。各发电供电、用电企业,对接地装置的设计、安装十分重视。为此,山东电力集团公司印发了《2001年度供电系统反事故技术措施要求》的通知,明确提出了220kV接地网宜采用牺牲阳极法,保护阴极的新措施。应用实践证明,接地网采用阴极保护,是较为有效的反事故技术措施之一。

  二、阴极保护简介

  使金属阴极极化以防止受到腐蚀的方法称为阴极保护。众所周知,大多数金属腐蚀都是在含有水的介质中发生的,腐蚀速度与水溶液的PH值密切相关。接地装置的腐蚀速度与此规律完全相符。从接地装置固有的电位与土壤PH值对应关系上可以清楚地看到,把接地装置的电极电位降低到接地装置及其离子的平衡电位以下,接地装置则不易发生腐蚀。理论分析和实践证明,在被保护的接地装置上联接一块电位比它更负的镁合金阳极块后,接地装置的腐蚀率会明显降低,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护。

  三、接地装置实施阴极保护的实践

  根据莘县220kV变电站接地网区域土壤电阻率ρ=30Ω.m和土壤PH=8的地质条件,接地装置将受到一定的腐蚀, 这是由于接地装置中的铁离子和氧发生离子反应而造成的。为使新建的接地装置达到安全使用30年的要求,实施合理的阴极保护措施是十分必要的。根据接地装置产生腐蚀的机理, 采用了以下反腐蚀措施:

  1、接地装置的敷设安装仍按原设计图纸实施, 其接地网的根数、长度、规格不变, 即水平接地干支线6000m, 垂直接地极75根, 集中接地12组。为加阴极保护需埋设镁合金阳极184块,按图纸布放,且应与地网平行放置,与水平地网的垂直距保持500mm。

  2、接地线采用热镀锌防腐措施,在接地线拐弯处加涂环氧沥青及导静电涂料进行防腐。

  3、电缆沟内的接地体,采用涂导静电涂料或环氧沥青两遍,焊接处涂刷三遍,形成保护层,抑制钢材的腐蚀。

  4、牺牲阳极保护阴极法,在-50×5扁钢水平接地体附近均匀分布阳极块,采用镁合金做阳极,靠近接地网安装。由于两极化学成分不同,在电介质中形成电位差而发生电化学腐蚀,阳极作牺牲,从而阴极接地网得到保护。

  四、阴极保护实施中应注意的问题

  1、精心作好牺牲阳极的设计。对牺牲阳极使用的材质应根据国家《埋地钢质牺牲阳极阴极保护设计规定动作》选取,对所用阳极数量、阳极几何尺寸、重量、阳极分布与埋设及阳极寿命进行精心计算。上述工作应由专业公司或专业人员完成。

  2、严格阴极保护的施工工艺。施工单位应制定符合技术标准和设计要求的施工方案和施工程序,严格按照《接地装置安装及验收规范》施工,工艺符合相关规定。焊接不能点焊虚焊,牺牲阳极引出端子与地网连接应可靠牢固。填包料使用比例符合规定,混合均匀。对焊接部位除锈刷防腐涂料待干后方可回填。回填的土壤不能有石子、砖块、石灰、杂草和建筑垃圾,且每回填20cm夯实一次,直到地面。

  3、阴极保护的实施要做到全过程的监理。从设计、备料、施工、验收等环节,都应有专人按程序进行现场监理,特别是隐蔽工程,将施工中存在的隐患及时消除,确保工程质量。

  4、阴极保护工程施工标准要明确。阳极坑按地网水平走向开挖,每个坑深0.8m 、宽0.6m、长1.3m。阳极坑开挖后,每个阳极袋应浇水两桶,使阳极极化。独立避雷针放置阳极袋一块,每个测试桩放置阳极块和参比电极各一个,每个测试桩测试距离不能大于50m。安装完毕后,测试直流电位应达到-0.85V以下,但不能超过-2.0V。

  五、结语

  根据莘县220kV变电站的地质条件,接地装置不作阴极处理,接地装置的腐蚀速度约为0.05mm/年,经阴极保护处理后,腐蚀速度小于0.02mm/年,防腐效果非常明显。经用四柱法测试,接地网接地电阻不大于0.5Ω,独立避雷针的接地电阻不超过10Ω,完全符合规程要求。我区220kV端庄变电站、高唐南镇35kV变电站,自实施阴极保护措施运行一年多来,运行情况良好,是一项值得推广的技术措施,愿供同行参考。

  作者简介:张广科: 男,电气高工,多年从事电力生产、基建、技术管理工作,兼多家期刊编委。