寇凌云

摘 要：隨著我國電網逐漸向遠距離、大容量、超高電壓方向的發(fā)展，社會公眾對于電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的要求愈來愈高，為了確保電網的安全穩(wěn)定運行，提高供電可靠性，就需要設置相適應的安全保護系統(tǒng)，接地網工程建設的質量在其中是關鍵因素。而從目前變電站地網施工情況來看，主要存在地網腐蝕和接地電阻偏高的問題?；诖?，本文對變電站地網施工所遇到的問題進行研究，以供參考。

關鍵詞：變電站地網;腐蝕;接地電阻

電力系統(tǒng)安全運行的根本保證是發(fā)變電站良好的接地，它的作用有防雷接地、保護接地和工作接地。隨著電力系統(tǒng)輸電能力的增加，發(fā)生故障而由地網流散的電流會增大，由接地網的缺陷引發(fā)事故的風險增大，人們越來越重視接地網的安全問題。接地裝置失效的重要形式是腐蝕，目前接地網腐蝕檢測問題并沒有完全解決，合理準確檢測接地網的腐蝕狀況是接地網安全運行的發(fā)展方向，具有重要的學術價值和現實意義。

一、接地網腐蝕分析

（一）微電池腐蝕

微電池腐蝕是由于金屬成分、結構和物理狀態(tài)不均勻或表面薄膜不完整造成的。金屬表面的微觀不均勻性導致金屬表面不同部位的電位差，從而形成了許多的微陰極區(qū)陽極區(qū)和微陰極區(qū)，在土壤中形成了腐蝕性微電池，從而導致了土壤對金屬的持續(xù)腐蝕。由于這一反應并不能為人們所觀察到，而且微電池的反應較弱，腐蝕均勻，在實踐中不會造成嚴重的危害。因此，在實踐中，人們主要關注的是宏電池腐蝕，這種腐蝕的危害更大。

（二）電壓分布不均勻

一般來說，整個電壓在地面網絡連接過程中均勻分布，分布較大的話會影響整體空壓，影響整體施工質量，電流密度不均勻，截面不同，導電性也會有不同的問題。土壤對電阻率的整體分布也有一定的影響，志網和志網的連接也會產生電位差。

（三）對土壤環(huán)境把控不足

變電站選址越來越難，變電站施工受到嚴重限制，而在一些場地地形復雜，土壤分層明顯，各層土壤電阻率也大不相同。志網的精確設計以變電站場地土壤的精確測量和層次結構模型的正確構建為基礎，許多變電站設計部門沒有相關的基礎工作，只需進行簡單的短距離測量，或根本不測量，經驗估計，給接地網設計帶來了很多盲星。

（四）微生物腐蝕

微生物群落大量存在于土壤中，日常進行生命活動的微生物對接地網所用碳鋼材料腐蝕產生的作用稱之為微生物腐蝕，這些腐蝕過程是在微生物生命活動參與下的腐蝕過程。微生物本身不與碳鋼發(fā)生作用，微生物生命活動的結果會影響腐蝕過程，其主要表現是微生物新陳代謝產物的腐蝕作用。電極反應的動力學過程會被有些微生物生命活動影響，如在缺氧時硫酸鹽還原菌的存在，氫離子的還原是陰極反應，氫原子是此過程產物;但氫過電位高，陰極上會被一層氫原子覆蓋，促進氫原子消耗是因為硫酸鹽還原菌的存在，去極化反應在這種情況下依舊可以進行下去，故此硫酸鹽還原菌生命活動對陰極去極化過程起促進作用，會促進腐蝕反應的順利進行。

二、變電站地網施工中問題的解決措施

（一）使用覆蓋層

應用覆蓋層是防止金屬腐蝕最主要的方式。因為接地網具有放電能力，會過度降低接地網的電阻，因而不可采用絕緣材料。實踐中接地網往往使用鍍鋅層材料，但如果土壤腐蝕性較高，此種材料被腐蝕的速度很快，難以使用較長的時間。而且，如果覆蓋層出現針孔、破裂等狀況，將形成陰極大、陽極小的腐蝕電池，從而還會使得碳鋼產生局部腐蝕的現象，出現穿孔甚至斷裂。因而，對于具有強腐蝕性的土壤，覆蓋層不易起到有效保護的作用。而對于電壓等級較高的變電站接地網，因為接地網短路電流較強，對覆蓋層的厚度和功能需求較高，采用這一方式加以保護比較常見。但如果沒有妥善使用，這一方式不僅難以發(fā)揮作用，有時候還會產生更為嚴重的腐蝕問題。

（二）應用黑色金屬

近年來我國工業(yè)化進程逐步加快，各項技術的先進性不斷提升，其中鋼材售價較低，獲取來源較廣，強度較高，是當前接地網的重要應用材料，但在實際應用中受諸多因素影響，會產生不同程度的腐蝕問題，其中Fe的氫氧化物以及鐵鹽不具有保護作用，會加速腐蝕速率。其次，土壤基本組成、電流組成等都會影響局部腐蝕問題，在低氧狀態(tài)下，各類微生物作用會加速鋼材基本腐蝕速率。因此，當前用于接地的鋼材通過涂層進行有效防護，使材料與土壤環(huán)境保持隔離狀態(tài)。目前在接地網材料中，鑄鐵合金應用范圍較大，比如應用于各類管道材料，目前地下土壤中鑄鐵結構大多采用涂層輔以犧牲陽極的防護措施。

（三）降低電阻率

土壤電阻率對接地電阻有多大影響，必須明確土壤電阻率是否滿足系統(tǒng)的要求、壽命和配置?？碧街苓叚h(huán)境時，降低土壤電阻率需要采取以下有效措施：1）及時更換影響電阻率的原土，可以變成沙子或黑土。2）采用深度接地方法，在整個場景設計過程中，電阻率與埋藏的深度成反比。為了降低電阻率和確保設計的效果，可以通過將深層土地深入地層和埋設地方的方法，選擇地下水更多的地區(qū)。3）應用化學方法在接地土壤中混合渣，降低土壤電阻率。4）現行環(huán)境對地面網施工可能有很大影響，因此在設計施工方案之前，要勘探周圍地質狀況，獲取信息資料，考慮到影響建設項目的所有因素，如土壤結構、氣候、土壤等，這些都會對地面網的形狀產生一定程度的影響。

（四）陰極保護

這種方法屬于電化學保護，在被腐蝕的金屬結構表層施加電流，之轉化為陰極，減少由于腐蝕所造成的電子遷移，從而起到保護作用。這種方法具體可以分為兩類：外加電流法和犧牲陽極法。前者是借助外接直流電源和輔助陽極把電子由土壤里導入被保護金屬中，使其結構電位比周邊更低，由此防止腐蝕。因為輸出保護電流可以調節(jié)，使用這種方法可以實現保護電流密度的要求。而后者則是把具有更多負電位和鋅等的金屬電連接到受保護的金屬結構上，并在同一電解質中，通過不斷地溶解和消耗電負性金屬或合金，金屬上的電子被轉移到受保護的金屬上，并向受保護的金屬提供保護電流以使金屬接合，從而起到保護作用。

（五）適當擴大鋼接地體截面積，強化陰極保護

在接地體應用過程中，要對其應用時間產生的腐蝕量進行分析，基于設計不斷擴大接地體截面積，補充材料的抗腐蝕性。但是隨意擴大截面積會消耗較大的材料應用成本，還會導致運輸、施工、加工消耗成本增加。其次，當各類接地體表面產生的各類腐蝕性產物導電作用較差時，會導致接地電阻值不斷增大，對接地網散流能力產生較大影響。在電化學防護措施應用過程中，陰極保護應用范圍較廣，常用的方法主要有犧牲陽極法與外加電流法。其中外加電流法就是通過金屬進行保護，電流可調性保護范圍較大。

（六）地網施工質量的控制

有效地管理整體施工質量，在建設地面網絡之前，企業(yè)相關專業(yè)人員到施工現場對周圍環(huán)境進行現場調查，詳細分析地質情況，事先做好適當的預防準備。同時在施工過程中要選擇監(jiān)理檢查工作、地下布線工作、一般焊接方法，并注意焊接是否符合程序要求。

三、結束語

為了使變電站安全穩(wěn)定運行，進而保證整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，應加強對變電站建設電氣接地網項目建設。在施工之前，做好周圍環(huán)境的勘測工作。設計、驗收以及維護好整個施工工作，保證設備運行的有效性與安全性。

參考文獻：

[1]田松.某220kV變電站接地網安全評估分析[J].電子世界，2018（22）：45-46.

[2]羅光鴻，李文杰，董學帆，謝尚東，趙琴.變電站接地網腐蝕診斷方法探討[J].電工技術，2018（21）：14-16.

[3]楊凱，姬悅心.淺論110kV變電站接地網的優(yōu)化設計[J].電氣技術與經濟，2018（05）：38-40.

[4]潘鵬.關于變電站等電位接地網連接方式的探討[J].中國新技術新產品，2018（19）：96-97.

[5]王紅寶，劉力.大型接地網接地電阻測試方法選擇及應用實踐[J].中外企業(yè)家，2018（26）：127-128.