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摘要：防雷裝置的防護(hù)效果很大程度上取決于接地裝置的效果，而接地裝置又因各種原因容易被破壞，尤其是腐蝕的破壞。本文討論接地裝置發(fā)生腐蝕的環(huán)境、原因、機(jī)理和容易發(fā)生腐蝕的部位及其危害性，提出防止接地裝置（接地體和接地線）腐蝕的具體措施。 關(guān)鍵詞：接地裝置腐蝕 腐蝕機(jī)理 防腐措施 前言 接地裝置長(zhǎng)期處在地下，特別是土壤電阻率低的地方，如潮濕且含有一些可溶的電解質(zhì)，酸、堿、鹽等成分的地方。這些水分和電解質(zhì)對(duì)接地裝置會(huì)產(chǎn)生腐蝕，極大地影響裝置的使用壽命。腐蝕會(huì)造成接地網(wǎng)局部斷裂，接地線與接地網(wǎng)脫落，形成嚴(yán)重的接地隱患或構(gòu)成事故。據(jù)濰坊市防雷中心防雷年度檢測(cè)資料，每年都發(fā)生因接地裝置腐蝕造成接地電阻超標(biāo)，甚至斷裂使一些設(shè)備“失地”的情況。防雷設(shè)備和電力設(shè)備“失地”會(huì)造成嚴(yán)重后果，使防雷設(shè)備失去作用，在接地短路故障發(fā)生時(shí)，使局部電位升高造成反擊，使事故擴(kuò)大。因而對(duì)接地裝置的腐蝕問(wèn)題必須認(rèn)真對(duì)待，并采取切實(shí)可行的防腐措施。 1 接地裝置腐蝕環(huán)境和腐蝕部位 1．1 接地裝置的腐蝕環(huán)境 接地裝置的腐蝕環(huán)境主要分為兩種： ⑴ 大氣腐蝕； ⑵ 土壤腐蝕。 大氣腐蝕主要涉及接地引線和電纜溝內(nèi)的均壓帶，土壤腐蝕主要涉及各種垂直和水平接地體。 1.2 接地裝置容易發(fā)生腐蝕的部位 接地裝置容易發(fā)生腐蝕的部位主要有： ⑴ 設(shè)備接地引線及其連接螺母； ⑵ 各焊接處； ⑶ 電纜溝內(nèi)的均壓帶； ⑷ 水平接地體。 這些部位既有大氣腐蝕的環(huán)境，又有土壤腐蝕的環(huán)境。 2 接地裝置的腐蝕原因 接地裝置的腐蝕原因是多方面的，主要為電化學(xué)腐蝕，又為吸氧腐蝕為主，在一些工業(yè)污染嚴(yán)重的場(chǎng)所，如有害氣體及酸、堿存在的場(chǎng)所，還會(huì)有嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕。 接地裝置腐蝕原因大致可歸納為以下幾種情況： ⑴ 土壤腐蝕性強(qiáng)，特別的在偏酸性的土壤、風(fēng)化石土壤和砂質(zhì)土壤中，最易發(fā)生吸氧腐蝕。各種高山微波站、轉(zhuǎn)播臺(tái)等接地網(wǎng)的腐蝕就屬于典型的吸氧腐蝕。 ⑵ 接地體采用再生鋼材，這樣的鋼材由于雜質(zhì)超標(biāo)，在地下易發(fā)生電偶電池腐蝕。這在許多地網(wǎng)改造工程中，由于施工單位偷工減料，建筑單位監(jiān)督不力又不進(jìn)行防雷工程驗(yàn)收的情況下易發(fā)生。 ⑶ 使用了腐蝕性較強(qiáng)的降阻劑，特別是一些化學(xué)降阻劑。由于降阻劑含有大量的無(wú)機(jī)鹽，加速了接地體的電化學(xué)腐蝕。一些固體降阻劑也由于膨脹系數(shù)與鋼接地體不一致，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后由于熱脹冷縮等原因降阻劑與接地體產(chǎn)生縫隙，產(chǎn)生了腐蝕電位差，加速了接地體的腐蝕。 ⑷ 屬于施工方面的原因有： ① 接地體埋深不夠，上層土壤含氧率較高，吸氧腐蝕快； ② 用沙子，碎石和建筑垃圾作回填土，增大了回填縫隙，使空氣容易滲透，加速吸氧腐蝕； ③ 焊接頭存在虛焊、假焊現(xiàn)象，對(duì)焊接頭沒(méi)有做防腐處理； ④ 接地引線沒(méi)采取過(guò)渡防腐措施，沒(méi)有刷防腐漆； ⑤ 擴(kuò)大地網(wǎng)時(shí)，把新地網(wǎng)接到原地網(wǎng)的電纜溝，或把設(shè)備的接地線接到電纜溝的均壓帶，而電纜溝的均壓帶又無(wú)定期防腐處理，焊接頭腐蝕斷開(kāi)造成地網(wǎng)支解。 3 接地裝置防腐措施 3.1 接地極防腐措施 www. 3.1.1正確選用接地體用材、埋深和采取優(yōu)質(zhì)施工工藝 為了防止接地體腐蝕，選用材料很關(guān)鍵，一般不要使用再生鋼。接地體的埋深一定要達(dá)到0.6m以上，并用細(xì)土回填，分層夯實(shí)，不要用碎石和建筑垃圾回填。對(duì)焊接頭的焊口長(zhǎng)度，焊接質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān)，不能有虛焊、假焊現(xiàn)象。對(duì)焊口要刷防銹漆進(jìn)行處理。施加降阻劑防腐劑要均勻，不要有脫節(jié)現(xiàn)象，對(duì)施加降阻劑和不施加降阻劑的地方要刷防銹漆進(jìn)行過(guò)渡，防止因電位不同引起的電化學(xué)腐蝕。 3.1.2 用性能優(yōu)良的高效降阻劑 高效降阻劑是一種新型降阻劑材料。性能優(yōu)良的降阻劑具有穩(wěn)定的化學(xué)性能，對(duì)接地金屬無(wú)腐蝕作用，同時(shí)還能保護(hù)金屬不受腐蝕?！督底鑴┘夹g(shù)條件》規(guī)定，在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)中表面腐蝕率應(yīng)不大于0.03mm/年，在埋地的金屬腐蝕試驗(yàn)中表面平均腐蝕率應(yīng)不大于0.05mm/年。降阻劑呈弱堿性，且降阻劑漿料在24小時(shí)內(nèi)能完全凝固。從化學(xué)角度看，一方面，降阻劑呈弱堿性對(duì)接地體有一定的保護(hù)作用；另一方面凝固后的降阻劑將成為金屬電極的固體保護(hù)層，以隔離土壤中腐蝕液體的侵入。自2002年以來(lái)，濰坊市防雷中心先后承擔(dān)了很多防雷接地工程，對(duì)一些土壤電阻率高且需要采取防腐措施的場(chǎng)所，采用高效降阻劑，輔助其他降阻手段和合理的設(shè)計(jì)，接地電阻值均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)濰坊市防雷中心多年來(lái)的跟蹤測(cè)試表明：接地裝置接地電阻值穩(wěn)定，且隨著時(shí)間的推移，接地電阻值穩(wěn)中有降，接地體基本無(wú)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。 3.1.3 陰極保護(hù)法 陰極保護(hù)法是通過(guò)對(duì)被保護(hù)金屬（如接地網(wǎng)的普通碳鋼）進(jìn)行外加陰極極化來(lái)防止金屬腐蝕的方法。陰極保護(hù)可通過(guò)兩種方法實(shí)現(xiàn)，一是犧牲陽(yáng)極法；二是外加電流法。犧牲陽(yáng)極法簡(jiǎn)單易行，它是在被保護(hù)的接地網(wǎng)上連接電位更負(fù)、更容易腐蝕的金屬或合金（如鎂及鎂合金陽(yáng)極、鋅合金陽(yáng)極），靠陽(yáng)極的腐蝕溶解達(dá)到保護(hù)陰極（接地網(wǎng)）的目的。外加電流法（亦稱(chēng)強(qiáng)制電流法）是利用外加直流電源，將被保護(hù)的接地網(wǎng)與電源的負(fù)極連接，使接地網(wǎng)變成陰極而極化，從而達(dá)到防止金屬腐蝕的目的。兩種陰極保護(hù)方式各有特點(diǎn)，它們?cè)诮拥鼐W(wǎng)的保護(hù)中得到了成功的應(yīng)用。陰極保護(hù)要根據(jù)土壤特性（主要是土壤電阻率，其次是土壤的PH值、含水率、透氣性）、接地網(wǎng)的總表面積、總的保護(hù)電流來(lái)設(shè)計(jì)。但無(wú)論采取何種陰極保護(hù)方式，都應(yīng)使接地網(wǎng)的陰極電位≤－850mV（相對(duì)Cu/CuSO4飽和電液），或者使接地網(wǎng)的自然腐蝕電位負(fù)移（250-300）mV，不小于100mV。只有接地網(wǎng)的陰極極化電位得到保證，才能有效地防止金屬的腐蝕。接地網(wǎng)的最小保護(hù)電流強(qiáng)度一般在10mA/m2-100mA/m2之間。接地網(wǎng)實(shí)施陰極保護(hù)時(shí)整個(gè)地網(wǎng)不需要使用降阻劑，但埋設(shè)犧牲陽(yáng)極或輔助陽(yáng)極的地方需要化學(xué)填實(shí)包或碳素回填料，以降低陽(yáng)極的接地電阻。接地網(wǎng)防腐采用陰極保護(hù)后一般可以延長(zhǎng)使用壽命25年-30年。 |
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