电力线路接地网腐蚀分析及防护途径

电力线路接地网腐蚀分析及防护途径

摘要：对变电站接地网产生腐蚀的机理进行分析并指出腐蚀原因，分析导体

材料及土壤的关联关系，对于其中的腐蚀性及影响因素进行了廓清，对化学反应

也进行了着重分析。

关键词：接地网；腐蚀因素；防护

引言

所谓的电路线路接地网主要是指由钢筋组成的金属导体网与土壤相接触，如

果出现雷击或者雷电波袭击情况时，接地网设施会更好地发挥出自身的作用优势，将电流引入到大地当中。可以说，接地网质量的好与坏往往会对防雷效果产生至

关重要的影响。结合当前运行情况来看，因受到多方面不确定因素的干扰影响，

导致接地网在运行期间容易出现腐蚀问题。一旦腐蚀面积过大，接地网整体的导

电性能会严重下降，给输电线路防雷安全构成严重威胁。针对于此，建议相关人

员必须采取针对性措施加以解决。

1电力线路接地网腐蚀

1.1微生物腐蚀

微生物群落大量存在于土壤中，日常进行生命活动的微生物对接地网所用碳

钢材料腐蚀产生的作用称之为微生物腐蚀，这些腐蚀过程是在微生物生命活动参

与下的腐蚀过程。微生物本身不与碳钢发生作用，微生物生命活动的结果会影响

腐蚀过程，其主要表现是微生物新陈代谢产物的腐蚀作用。电极反应的动力学过

程会被有些微生物生命活动影响，如在缺氧时硫酸盐还原菌的存在，氢离子的还

原是阴极反应，氢原子是此过程产物；但氢过电位高，阴极上会被一层氢原子覆盖，促进氢原子消耗是因为硫酸盐还原菌的存在，去极化反应在这种情况下依旧

可以进行下去，故此硫酸盐还原菌生命活动对阴极去极化过程起促进作用，会促

进腐蚀反应的顺利进行。

1.2导体的材料所受影响

接变电站接地网的导体遭受锈蚀损坏，主要是因长年间材料和其接触的土壤

进行化学反应以及电化学反应而产生的，与接变电网本身的材料的物理化学性质

有关，而碳钢接受的腐蚀是接变电站受腐的主要原因。接变电站接受到的腐蚀很

大程度是其材料本身的理化性质组成的结构决定的，并不是碳钢本身。通常接变

电站被腐蚀位置最严重的部分是在接变电站接地网焊接处。研究后发现，材料中

的杂质易于使土壤锈蚀导体。并且导体材料碳素235类似的镀锌材料也会首先受

到侵蚀。有文献提到的接变电站接地网耐腐蚀材料是合金钢且合金钢是碳素结构

Q235抗腐蚀能力的数倍，但经试验后发现，接变电站接地网所使用的材料镀锌钢

在1年内其镀锌层会被腐蚀。

1.3含水量影响因素

土壤中的含水量表现成分往往会对金属溶解的离子化过程以及土壤电解质的

离子化过程产生至关重要的影响。当土壤含水量较高时，且饱和度<95%时，氧的

扩散渗透率明显受到阻碍影响，导致腐蚀速率降低。但是随着含水量的不断减少，饱和度也会发生明显下降，此时接地网腐蚀速率会明显加快。

1.4土壤中存在的不规则电流

土壤中不规则的电流存在于变电站的直流设备的材质变化中，如绝缘程度降

低或损坏、电流位于接地网中时，不规则地存在于土壤中成为阳极区；而变电站

接地网的导体作为阴性区，阴阳极会发生电化学反应，土壤中存在的不规则电流

越多则会影响越大。从以上分析中可得出结论，接变电站接地网的腐蚀受土壤多

种因素的影响，土壤的各种因素交织影响产生了相互作用。在评价腐蚀程度时，

需要考虑多个维度进行评判。

1.5宏电池腐蚀

不同环境导致了接地网表面氧的不均匀分布，从而产生电位差，进而引起宏

电池腐蚀。土壤具有离子导电性，成为一种电解质。土壤只能靠着气相或液相所

产生的有限运动进行传质，具有不均匀性。在较干燥土壤中氧比较容易通过或

扩散，氧消耗后可快速补充，相对来说表现为氧量较多；在潮湿土壤中氧通过或

扩散相对较难，对应表现为氧含量较少。当环境中金属存在均一的时候，是可以

这样认为的。但是当接地网面积较大，有些位置干燥、有些位置湿润时，则腐蚀

会出现相反的规律：处于干燥土壤中的接地网部分由于氧容易补充、电位较高，

在腐蚀过程中表现为阴极；而处在较湿土壤中的接地网部分，由于氧量相对较少

表现为阳极，不同位置接地网部分间构成氧浓差电池，而使湿土中的金属部分遭

到较严重的腐蚀。

2电力线路接地网腐蚀防护途径

2.1土壤的PH值

接变电站接地网的腐蚀程度与土壤的酸碱度也有较大关系，土壤酸碱度也即

其PH值，体现了土壤中的酸碱离子的含有量，土壤在PH值为6至6.75时呈中性，而PH值在7.5至9.5时则为碱性；土壤PH值在3至6时土壤PH值为酸性。PH值越小也就是土壤的酸性越强，则接变电站接地网的材料腐蚀性就会越强，小

于4的酸性土壤中会发生析氢反应。即使测量的土壤的PH值位于非酸性及碱性

的情况，也会对于导体产生腐蚀。故而，测定土壤PH值评估土壤对接变电站接

地网的腐蚀性是不太准确的，必须要考虑酸性物质的多少。土壤腐蚀性与酸碱程

度的关系：土壤PH值＞8.5土壤腐蚀程度极低，7.0~8.0时低，5.5~7.0时中等，4.5~5.5时高。

2.2应用有色金属

Cu电阻率较低，其耐腐蚀性较强，在接地网中是常用的接地材料。在酸性土

壤中Cu容易发生溶解。在氧气含量及含水率较高的环境中，Cu表面会逐步产生

电阻率较高的碱式碳酸铜，受到硫化物等物质影响会导致Cu腐蚀倾向逐步加深。当土壤环境是腐蚀性较强的酸性土壤，要有针对性地选取对应的防护措施，比如

常用的涂层保护、阴极保护等。Zn大多是以镀锌钢的形式应用于土壤环境中，能

有效适应环境，耐腐蚀性较强。但是当土壤环境中碱性含量较高，会导致腐蚀问

题加剧，所以当前技术人员在阴极保护措施中，要在材料表面建立高碱性环境。

在正常情况下，在镀锌钢表层涂抹有机涂层是常用的防护措施。和常用的不锈钢