铜材接地网的隐患
变电站接地装置的腐蚀、危害及防腐措施
变电站接地装置的腐蚀、危害及防腐措施郑州电力设计院2009年11月变电站接地装置的腐蚀、危害及防腐措施张玉敏郑州电力设计院450012摘要：接地装置在运行中起着非常关键的作用，是一次及二次设备的安全命脉，但因接地装置容易发生腐蚀，造成接地网局部断裂、接地线与接地网脱落，从而形成严重的接地隐患和构成事故。
若能解决好变电站接地装置腐蚀难题，满足高、低压电气设备长期、安全生产要求,保障系统和设备的安全稳定运行，则能大大提高电网运行的经济效益和社会效益。
关键词：电力系统；变电站；接地技术；接地装置；腐蚀；防腐；措施1、前言变电站的接地系统是维护电力系统安全可靠运行、保证运行人员和电气设备安全的根本保障和重要措施。
近年来，随着电力系统容量的迅速扩大，入地短路电流的大幅升高、先进监控设备抗干扰能力的减弱，我们更应该密切关注接地技术，接地技术也渐渐发展成为一门与电气工程、电气安全、电磁场理论、数值计算方法、地质勘探及测量技术等科学相关的交叉学科。
变电站的接地装置则在运行中起着非常关键的作用，是一次及二次设备的安全命脉，但因接地装置容易发生腐蚀，造成接地网局部断裂、接地线与接地网脱落，从而形成严重的接地隐患和构成事故。
目前，为了减少故障几率，均对变电站腐蚀情况采取了一系列的应对措施，若能解决好变电站接地装置腐蚀难题，满足高、低压电气设备长期、安全生产要求，保障系统和设备的安全稳定运行，则能大大提高电网运行的经济效益和社会效益。
2、腐蚀我们仔细观察任何一种金属侵入电解液中都会发生如下现象：金属晶格中的阳离子进入溶液中，留下负电荷，另一方面，溶解液中的阳离子也沉积到金属上，使金属的正电荷趋于过剩，总之，把金属侵入电解质溶液中，在金属和溶液中就会发生上述两种相反的作用。
当金属在电解液中，阳离子的溶液和沉析达到平衡后，都会形成一个稳定的电极电位，其大小取决于金属和电解液的特性、温度和浓度等因素，因此，不同金属在同一电解质溶液中的电极电位也不会相同，这就是金属的腐蚀及耐腐蚀性不同的原因，也表明不同的腐蚀介质、温度和浓度对金属的腐蚀速度均有影响。
发电厂接地系统主网及等电位网隐患排查
发电厂接地系统主网及等电位网隐患排查当发电厂等电位地网与主地网连接不可靠时，会产生电位差间接造成保护误动作，引起机组非停或事故扩大。
为避免发生类似事故，应开展全厂接地系统的隐患排查，排查内容及要求如下。
（一）一次设备、主接地网的检查及要求1、接地装置引下线的导通试验周期不应超过3年，应使用试验电流大于5A的仪器，测试中应注意测量其他局部地网与主地网之间的电气完整性。
2、应定期开展地网的接地阻抗测试，测试周期不应超过6年，评估接地阻抗是否合格，首先应符合GB/T50065-20114.2的有关规定，同时要根据实际情况，包括地形、地质、接地装置的大小和运行年限等，并结合当地情况和以往的运行经验综合判断。
3、应根据历次接地引下线的导通检测结果进行分析比较，以决定是否需要进行开挖检查、处理。
定期（时间间隔应不大于5年）通过开挖抽查等手段确定接地网的腐蚀情况，铜质材料接地体的接地网不必定期开挖检查。
若接地网接地阻抗或接触电压和跨步电压测量不符合设计要求，怀疑接地网被严重腐蚀时，应进行开挖检查。
如发现接地网腐蚀较为严重，应及时进行处理。
对于较难实施开挖抽查的地网，可采用地网腐蚀诊断技术及相应专家系统与开挖抽查相结合的方法，减少抽样开挖检查的盲目性。
4、对于已投运的接地装置，应每年根据发电厂、变电站短路容量的变化，校核接地装置（包括设备接地引下线）的热稳定容量，并结合短路容量变化情况和接地装置的腐蚀程度有针对性地对接地装置进行改造。
对于发电厂、变电站中的不接地、经消弧线圈接地、经低阻或高阻接地系统，必须按异点两相接地校核接地装置的热稳定容量。
5、变压器中性点应有两根与接地网主网格的不同边连接的接地引下线，重要设备及设备架构等宜有两根与主接地网不同干线连接的接地引下线，并且每根接地引下线均应符合热稳定校核的要求。
6、电气装置的下列金属部分，必须接地：（1）电气设备的金属底座、框架及外壳和传动装置；（2）携带式或移动式用电器具的金属底座和外壳；（3）箱式变电站的金属箱体；（4）互感器的二次绕组；（5）配电、控制、保护用的屏及操作台的金属底座；（6）电力电缆的金属护层、接头盒、终端头和金属保护管及二次电缆的屏蔽层；（7）电缆桥架、支架和井架；（8）变电站构、支架；（9）装有架空地线或电气设备的电力线路杆塔；（10）配电装置的金属遮拦。
探讨电力系统铜材接地装置的应用
探讨电力系统铜材接地装置的应用本文首先分析了铜接地体在GIS变电站应用的优越性和采用铜接地装置的必然性，然后介绍了铜材接地使用实例和铜接地装置技术，最后探讨了GIS装置使用铜接地体的连接方法和铜接地体施工中应注意的问题。
标签：电力系统；铜材；接地装置；应用现在越来越多的变电站建于地域狭窄的城市群中，它们均毫不例外地选用了全室内或室外六氟化硫气体绝缘全封闭组合电器GIS（SF6 Gas Insulated Switchgear）配电装置形式或不包括母线的H-GIS（Hydride-GIS）配电装置形式，目的就是尽量少占土地。
若仍然按以钢质水平接地体为主的思路做接地系统，则变电站接地网的接地电阻阻值往往达不到要求，或根木不可能达到预期效果。
同时，由于受变电站征地、地形等各方面原因的限制，接地网向水平方向扩张的可能性很小，工程技术人员已将注意的焦点集中到向纵深方向和接地体材质两方面发展，为此铜接地体技术应运而生。
1、铜接地体在GIS变电站应用的优越性铜接地体在导电性能、耐腐蚀性和施工便利方面和热镀锌钢接地体相比有很大的优越性。
1.1铜接地体导电性能作为接地材料，铜比钢要好，主要表现在导电性能上。
铜和钢在20℃时的电阻率分别是17.24×10-9Ωm和138.24×10-9Ωm，对比出铜的导电率为钢的8倍。
1.2铜接地体耐腐蚀性能接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式，在多数情况下，这两种腐蚀同时存在。
接地体在地下的腐蚀速度受土壤的电阻率、含水量、含氧量、酸碱度、电解质、杂散电流及土壤的压实情况等因素影响，埋于地下的水平接地网（热镀锌扁钢）及接地引下线（热镀锌圆钢）的平均腐蚀速度约为0.2mm/a，按现有国家标准设计施工，要满足接地体30年使用寿命的要求十分困难。
铜的耐腐蚀性能比热镀锌钢强3倍，铜的表面会产生附着性极强的氧化物（铜绿），对内部的铜起了很好的保护作用，阻断了腐蚀的形成；而钢材是逐层被腐蚀，镀锌层有一定的抗腐蚀性，钢材经过热镀锌后的抗腐蚀能力提高1倍左右，但也无法避免接头部位经过高温电弧焊接加工后的腐蚀情况，一般只能保证10年。
接地网中铜材料的腐蚀调查
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附着性极 强的氧化物（ 铜绿） ，对 内部的铜起 了很好的
目前 我 国传 统 的接 地 材 料 大 多 为 钢材 ，包 括 保 护作用 ，阻断 了腐蚀 的形 成 。通 常铜 腐蚀 不存在
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图
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接地 网 中铜材料 的腐蚀调查
吴细毛’ 李春和’ 李胜川’ 崔文军’ 孙玉莹
（ １ ． 国网辽宁 电力科学研 究院， 辽宁 沈 阳 １ １ ０ ０ １ ６ ；２ ． 沈阳鼓风机集团股份 有限公司，辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：通过 对辽 宁地 区铜接 地 网材 料 的腐蚀 调查 ，发现铜接 地材料 的土壤腐蚀 性较低 ，但
。
１ 概述
铜 的导电率是钢的８ 倍 ，当铜和钢截面相 同时 ，
不同接地材料及施工方法的优缺点比较
不同接地材料及施工方法的优缺点比较接地材料是接地的工作主体，材料的选择很重要。
下面对常用的接地材料的属性做个简单的介绍。
广泛使用的接地工程材料有各种金属材料（最常用的如扁钢）、接地体、降阻剂和离子接地系统等。
金属材料如扁钢，也常用铜材替代，主要用于接地环的建设，这是大多接地工程都选用的；接地体有金属接地体（角钢、铜棒和铜板）这类接地体寿命较短，接地电阻上升快，地网改造频繁（有的地区每年都需要改造），维护费用比较高，但是从传统金属接地极（体）中派生出类特殊结构的接地体（带电解质材料），使用效果比较好，一般称为离子或中空）接地系统；另外就是非金属接地体，使用比较方便，几乎没有寿命的约束，各方面比较认可。
在以下的讨论中以降阻剂、非金属接地块和离子接地系统为代表进行探讨。
降阻剂分为化学将阻剂和物理降阻剂，化学降阻剂自从发现有污染水源事故和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了，现在广泛接受的是物理降阻剂（也称为长效型降阻剂）。
物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料，属于材料学中的不定性复合材料，可以根据使用环境形成不同形状的包裹体，所以使用范围广，可以和接地环或接地体同时运用，包裹在接地环和接地体周围，达到降低接触电阻的作用。
并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周边土壤的导电属性。
现在的较先进降阻剂都有一定的防腐能力，可以加长地网的使用寿命，其防腐原理一般来说有几种：牺牲阳极保护（电化学防护），致密覆盖金属隔绝空气，加入改善界面腐蚀电位的外加剂成分等方法。
物理降阻剂有超过二十年的工程运用历史，经过不断的实践和改进，现在无论是性能还是使用施工工艺都已经是相当成熟的产品了。
非金属接地体有是在通讯、广电等部门广泛使用的工程材料。
基本成分是导电能力优越的非金属材料材料复合加工成型的，加工方法有浇注成型和机械压模成型的，一般来说浇注成型的产品结构松散、强度低、导电性能差，而且质量不稳定，一些小型厂家少量生产使用这样的办法；机械压模法，是使用设备在几到十几吨的压力下成型的，不仅尺寸精度较高、外观较好，更重要的是材料结构致密、电学性能好、抗大电流冲击能力强，质量也相当稳定，但是生产成本较高，批量生产多采用。
镀铜接地网与钢及铜接地网的综合经济比较分析
镀铜接地网与钢及铜接地网的综合经济比较分析在电力系统中，接地网是保障系统正常运行和安全的重要组成部分。
接地网的作用主要是提供电气设备安全接地的保护。
而钢接地网、铜接地网和镀铜接地网是三种常见的接地网材料。
这篇文章将重点讨论这三种接地网材料的综合经济比较分析。
钢接地网钢接地网是电气设备的典型接地保护设施，其中钢管是其主要材料。
钢接地网具有较高的强度和刚性，也很容易安装和维护。
钢接地网的使用寿命长，耐久性好，而且成本相对较低。
钢接地网的主要缺点是保护效果相对较弱。
钢管可以锈蚀和腐蚀，这会影响其性能。
此外，钢接地网的地阻较大，存在感应电流和谐振问题，其电气性能非常稳定。
钢接地的经济性比较优，适合于大规模工程和高压系统的需求。
对于部分规模较小的设备，钢接地网成本较高。
铜接地网铜接地网是一种具有较好导电性能和高电气安全性能的接地网材料。
铜接地网的优点是对设备有增强保护效果，能够经受住高温和强腐蚀性环境的侵蚀。
铜接地网的主要缺点是使用寿命相对较短，而且成本相对较高。
另外，铜有较高的维护费用，其维护难度比钢接地网高，需要经常清洗和保养。
铜接地网的电气性能稳定，其使用寿命较短，但是相对于其他接地网材料，铜接地网的导电性能更好，能够提供更好的保护。
镀铜接地网镀铜接地网的主要组成部分是钢芯和铜涂层。
该接地网的优点是具有较好的耐腐蚀性，使用寿命长，不易生锈。
同时，镀铜接地网使用范围广，可以应用于各种电气设备保护。
镀铜接地网在成本上比铜接地网低，但比钢接地网高。
此外，由于外表面被镀铜，在外表颜色方面与其他接地网材料有明显的区别。
镀铜接地网的电气性能也稳定，相比于钢接地网，在阻抗上有更优秀的表现。
综合经济比较分析从综合经济性上考虑，我们可以将各种接地网的性能进行比较分析。
，钢接地网的成本最低，适合于规模较大的工程和高压系统的需求。
铜接地网具有优异的导电性能和保护效果，但其成本较高，适合需求较高的设备使用。
镀铜接地网的使用范围广，不易生锈，且维护难度较小，但是相对于其他接地网材料走高了一些成本。
镀铜钢地网的优缺点
2011.7
目录
一、接地扁钢的弊端 二、镀铜钢的概念 三、镀铜钢的优点 四、镀铜钢与其他接地材料的优势
镀锌扁钢接地网的弊端
接地网腐蚀严重, 寿命仅为7－13年，达不 到三十年要求。 大多数地网接地电阻达不到标准要求。 电焊时的高温破坏镀锌层，导致地网接头腐 蚀严重。
某220kv变电站3年的热镀锌钢腐蚀情况
镀铜钢
镀铜钢是一种新型双金属复合材料，它既有 钢的高强度，又有铜较好的导电性能和优良 的抗腐蚀性能。
镀铜钢接地体
优点:
1）铜层与钢棒达到分子型结合,接地棒深入 土壤时,不会弯曲,破裂. 2）铜层均匀,含铜纯度高;钢芯强度高. 3）耐腐蚀性强,不会脱节,翘皮,开裂. 4）导电性能好,电气性能稳定
THE END! 谢谢！
成卷供应，运输施工方便，焊接接头少。热 镀锌扁钢，长度及运输要求为不超过6米， 因此做地网铺设时导致地网接头过多，性能 受影响，成本增加。镀铜扁钢可成卷供应做 水平地网铺设时联接接头少，穿管弯折方便 简单。
镀铜接地网接头制作
电流传导能力强。在20˚C的温度下。假设以 铜的导电率为100%， 则镀锌圆钢的导电率 仅为8.6%，镀铜钢的导电率超过20%，而镀 铜钢绞线Байду номын сангаас导电率为30%。导电性接近与纯 铜，远远高于钢接地体。
镀铜扁钢更其他的水平接地导体相比，有 着巨大的优势：
价格便宜。虽然镀铜扁钢的单价要比镀锌 钢的单价高，在同一个接地项目中镀铜扁钢 的使用量要比镀锌钢少。使用镀铜扁钢接地 系统的年限长达40，而使用镀锌钢的接地系 统最长使用年限只有15年。
防腐性能优异，使用年限长达40年。镀铜 钢的耐腐蚀性接近于纯铜，铜的表面会产生 附着性较强的氧化物(铜绿Cu(OH)2),对内部 的材料有很好的保护作用，阻断了进一步腐 蚀的形成
变电上铜接地网与钢接地网的技术比较-最新文档
变电上铜接地网与钢接地网的技术比较1.从技术角度比较分析铜接地网和钢接地网的特点铜、钢性能比较 :1.1导电性能铜和钢在20C时的电阻率分别是 17.24 X 10-6 （Q • mm和138X 10-6 （Q • mm,因此铜的导电率是钢的 8倍。
1.2热稳定性铜的熔点为1083C,短路时最高允许温度为 450C;而钢的熔点为1510C，短路时最高允许温度为 400C。
因此，接地体截面相同时，铜材热稳定性较好。
同等热稳定性能时，钢接地体所需的截面积为铜材的三倍。
1.3耐腐性接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式，在多数情况下，这两种腐蚀同时存在。
铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的 1/10-1/50 ，是镀锌钢的耐腐蚀性的 3 倍以上，而且电气性能稳定。
铜的表面会产生附着性极强的氧化物（铜绿），能够对内部的铜起很好的保护作用，阻断腐蚀的形成。
当铜与其它金属（钢结构、水管、气管、电缆护套等）共存地下时，铜作为阴极不会受腐蚀，腐蚀的是后者。
钢材是逐层腐蚀，镀锌层具有一定的抗腐蚀性。
钢接地体接头部位经过高温电弧焊接加工后会出现点腐蚀情况，一般最多只能保证 10 年。
而铜腐蚀不存在点蚀情况，寿命较长。
2．接地体截面选择比较一般的500kV及220kV变电所中的主接地网和接地引下线都采用50X 5 （截面250mm2的镀锌扁钢。
忽略腐蚀的影响对铜接地体进行热稳定校验时，铜接地引下线的最小截面应满足下式：S式中：S—接地引下线的最小截面，mm2I —流过接地引下线的短路电流稳定值， A （根据系统5〜10年发展规划，按系统最大运行方式确定）；t —短路电流的等效持续时间，s ；C—接地引下线材料的热稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接地引下线的初始温度确定。
计算用故障电流原则上应按变电所远景最大运行方式、站内发生接地故障时的故障电流，当系统情况不是十分明确时， 220kV 单相接地短路电流按 50kA 设计。
高压电缆金属护层接地系统常见缺陷及管控措施
高压电缆金属护层接地系统常见缺陷及管控措施摘要：文章结合高压电缆金属护层接地系统常见的几种典型缺陷，分析了各种接地系统缺陷下电缆金属护层中的感应电压、接地环流及危害，并提出相应的管控措施，从源头上提升电缆运行质量。
关键词：高压电缆；接地系统；接地缺陷；管控要点引言随着城市电网快速发展，高压电缆在城市输电网中的应用越来越广泛，但电缆运维及施工中出现的各种问题也日益增多。
其中，电缆接地线被盗、多点接地及交叉互联接地方式错误是较常见的问题[1-2]。
本文针对这几种电缆护层接地系统常见缺陷进行讨论，并总结相应的管控要点，从源头上提升电缆运行质量。
1 金属护层接地系统分类为降低高压电缆金属护层感应电压，高压电缆线路一般主要如下两种接地方式[3]：1.1 金属护层一端直接接地，另一端保护接地当电缆线路不长，电缆金属护层可采取一端直接接地，另一端经保护器接地，或者线路中间单点直接接地等连接方式，使金属护层不构成回路，消除金属护层上的环形电流。
示意图如图1所示。
图2 金属护层交叉互联电缆线路示意图金属护层采用交叉互联方式后，能大大降低电缆线路金属护层的感应电压，提高电缆线路的输送容量。
2 金属护层接地系统常见缺陷金属护层通过单点接地或交叉互联接地能够降低金属护层感应电压，减小接地环流。
但若接地系统出现问题，则可能导致出现过大的接地环流及环流损耗，使电缆发热，影响电缆的载流量，缩短电缆使用寿命。
据统计，约70%的电缆附件故障原因来自于接地系统问题，所以在电缆线路发生运行故障后，应首先检查接地系统问题。
下面介绍几类常见的接地系统问题。
2.1终端塔接地引下线被盗终端塔接地引下线被盗是最常见的接地系统问题，就南昌地区而言，约50%的终端塔均发生过接地引下线被盗的情况。
终端塔一般采用直接接地或保护接地两种方式，若直接接地引下线被盗，将导致电缆金属护层上出现较大的悬浮电压，容易造成电缆外护层击穿，或对侧保护器严重发热乃至击穿接地，引发线路故障。
变电站接地网存在的问题及解决方法
变电站接地网存在的问题及解决方法随着电力系统的发展接地短路电流越来越大，接地网的问题也越来越突出，接地网的问题往往造成事故或使事故扩大。
一、接地网存在的问题：1、接地网的均压问题，通过对若干座变电站接地网的电位分布测试，发现接地网的均压大多不符合要求，特别是横向电位分布，电位梯度大，跨步电压超标，这是由于在接地网设计时把接地电阻作为主要的技术指标，而忽略了地网的均压和散流尧或只用长孔地网而很少用方孔地网计算，特别是沿电缆沟没有均压措施，由于地网的均压不好，在短路电流或冲击电流入地时就会造成地网的局部电位升高，高压向低压反击烧坏微机控制设备或低压控制回路。
2、设备的接地与地网之间的连通问题，对于运行中的若干座变电站进行全面检查和试验，发现存在的最大问题不是接地网的各项技术指标，而是变电站内的电气设备与接地网的连接问题，设备的接地引下线与地网焊接不良，从焊口处开路，接地网水平接地体的接头处焊接不符合要求，经过长时间的腐蚀形成电气上的开路，设备接地引下线的截面小，经过长时间的锈蚀，从地下锈断，有些设备接地引下线与设备外壳用螺丝连接，经过长时间会锈蚀，在连接处由于生锈形成开路。
3、接地引下线及接地体的截面偏小满足不了短路电流的热稳定，由于接地体或设备的接地引下线不能满足短路电流热稳定的要求，在发生接地短路时，接地引下线往往被烧断，使设备外壳上有较高的过电压，有时会反击到低压二次回路，使事故扩大，有的用户就是因为设备的接地引下线截面不够，在设备发生接地短路时，高压窜入低压回路，烧坏二次保护尧控制电缆，使事故扩大。
4、接地装置的腐蚀问题，接地装置的腐蚀是一个普遍存在的问题，变电站接地网最容易发生腐蚀的是接地引下线，由于腐蚀，接地线不能满足接地短路电流热稳定的要求，或者形成电气上的开路，使设备失去接地，还有电缆沟内的接地带也容易发生腐蚀，尤其是各焊接头。
5、水平接地体的埋深不够，标准规定水平接地体要埋深0.6m以下，可是通过开挖检查发现许多水平接地体埋深不足0.3m，有的甚至浮在地表，由于水平接地体埋深不够，接地电阻受季节影响，尤其受土壤干湿度影响较大，由于表层土壤容易干燥，站以造成接地装置的接地电阻不稳定，由于水平接地体的埋深不够，就影响接地网的均压，在发生接地短路时，地面的跨步电压较大，对巡视人员构成威胁，上层土壤的含氧浓度高，容易发生腐蚀，这也是水平接地体容易损坏的主要原因。
变电站铜材接地装置的应用
关键词 ： 地 装置 ； 接 腐蚀 ； 铜材
变 电站接 地 网是用 于工 作接 地 、 防雷接 地 、 保护 接地 ， 保人 身 、 备和 系统 等安全 不可 缺少 的重要 确 设 装置 。在变 电站 的设计 、 施工 中对 接地 网的材 料 、 截
近 些年 ， 电力 系统逐 渐开 始采 用铜 接地 装置 ， 同 时在技 术政策 方面 也有 了 明文规定 ， 《 如 国家 电网公
司１ ８项 重大 反 事 故 措施 》 明文 规 定 “ 于 ２ Ｏ Ｖ 中 对 ２ｋ 及 以上重 要变 电站 ， 当站 区土 壤和 地 下 水条 件 会 引 起 钢 质 材 料 严 重 腐 蚀 时 ， 采 用 铜 质 材 料 的 接 地 宜
因之一 是铜 的导 电性较 好 ， 电阻率 低 ， 泄流快 在 常
但几 十 年 的 实践 证 明 ， 锌 钢 并 不是 解 决接 地 装置 镀
温下 （ ０ 铜 和 钢 的 电阻 率 分 别是 １ ・ｍｍ 和 ２ ℃） ７Ｑ
收 稿 日期 ：Ｏ ８ ９ ４ ２ ０ 一Ｏ 一Ｏ
２０ 年第 ２ 期 ｏ８ ４
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电力工程中金属接地引下线的腐蚀行为研究
电力工程中金属接地引下线的腐蚀行为研究【摘要】随着国民经济的快速发展，我国对电力的需求也在持续不断的快速增长。
为了减少长距离输电线路上因输电电流过大而造成的电能损失，国家电网提出了以特高压为骨干的网架结构，这对接地系统的导电性能提出了更高的要求。
而长期以来，我国接地网主要使用的是镀锌钢、扁钢、铜包钢等金属材料。
由于接地网长期埋于地下，因此，一般在使用3~7年后就会因为腐蚀问题需要对接地网进行更换。
若接地网的腐蚀情况比较严重，且不能及时对接地网进行更换，此时，接地网不能满足热稳定性，且由于腐蚀问题会导致接地网的整体电阻增大。
当电力线路遭受雷击或发生短路故障时，电力线路设置的接地网不能快速将雷击电流或故障电流进行排散。
当故障电流数值较大时甚至会烧断电力线路中所连接的电力设备，无法保证电力系统安全可靠的运行。
【关键词】电力工程；金属接地；腐蚀行为由于接地网都是埋设在地下，在对接地网进行施工时，施工难度比较大并且施工费用也比较高。
因此，为了减少资源和经济的浪费，一般要求接地网材料的使用寿命足够长。
而金属接地材料一般都是因为发生腐蚀后导致接地电阻值增大，进一步影响接地网的导电性能使其不能为电力系统提供安全可靠的保证而必须进行更换。
因此，选择耐腐蚀性高的接地材料用作接地引下线是延长接地网使用寿命的关键。
新型接地材料柔性石墨不仅具有良好的导电性而且其耐腐蚀性能也比较优异，因此成了电力工程中应用和研究的热点。
石墨基柔性接地材料是由膨化石墨和天然纤维经黏合剂黏合后绕制而成，因此其在物理性质上属于柔性材料，当地面下陷时石墨基柔性接地材料会跟随地面一起下陷，保证了石墨材料与土壤良好的贴合度，使接地网的接地电阻值不会发生大的变化，从而进一步提高了接地系统的导电性和可靠性。
然而，由于柔性石墨材料在物理性质上是柔性的，不方便定型，因此输电线路的接地引下线部分依然使用的是镀锌钢等金属材料。
由于镀锌钢与石墨材料的电极电位数值相差较大，在运行一段时间后与石墨基柔性接地体偶接的镀锌圆钢引下线会遭受到严重的腐蚀，尤其当土壤介质中存在氯离子时，接地引下线金属材料的部分腐蚀更为严重。
接地网与铜覆钢连接电位差腐蚀解决方案
接地网与铜覆钢连接电位差腐蚀解决方案我国接地材料通常采用钢制（镀锌钢）材料，但由于钢制接地材料易腐蚀，使用寿命短，因此逐步已被新型材料所替代。
铜制（铜或铜覆钢）接地材料由于具有优良的导电性能和耐腐蚀性能，通常其截面积仅是钢制接地材料的1/2以下，使用寿命是钢制接地材料的3~6倍，是替代钢制接地材料的最主要的一种新型材料。
但铜覆钢接地材料由于表层铜的电位较高，如果与地下管网（钢制）直接相连接或距离较近，易对地下管网产生电位差腐蚀，如采用阴极保护将会抬高保护电位。
为了解决这一缺陷，可以采用热浸锡连铸铜覆钢，它的性能不仅优于铜覆钢接地材料，而且又能解决铜覆钢接地材料对地下管网产生电位差腐蚀问题，但是费用相对铜覆钢材料要高一些。
工作原理当大多数金属和各种溶液接触时，都会自发的腐蚀，金属变成金属离子进入溶液，在金属表面上，留下相应的电子，进入溶液的离子越多，留在表面的电子也就越多，由于负电子与正离子的相互吸力，金属的离子化就越来越困难，最终达到平衡，如下式所示：M⇋M n＋ne用电化学属于说，金属在溶液中建立了一个平衡（电极）电位。
金属在溶液中成为一个电极，电极电位和自由能同样可以表示腐蚀的自发倾向：电位高，表示不容易离子化，如金、银、铜等贵金属。
电位和自由能的关系可由电化学的下列公式解释：△G0=-nE0F式中△G0——腐蚀反应的自由能变化E0——腐蚀电池的电动势N——氧化反应中的电子数，即金属离子的价数F——法拉第常数，F=96500C由上式可看出，电池电动势越大，自由能降低（-△G0）就越大，即腐蚀倾向越大。
电动势等于电池中两个电极（阴极和阳极）点位置差。
腐蚀电池的阳极反应是金属变成离子，阴极反应一般是溶液中氧的离子化。
只有同时存在阴阳极反应，有效的取走金属表面的离子，腐蚀才能继续进行，可见，阳极金属电位越低，则E0越大，-△G0也越大。
下表列出了一些重要金属的标准电极电位，由于金属电位随溶液中金属离子浓度和温度的变化，所采用25℃下每升溶液含金属离子为单位活度的溶液为标准溶液，测出不同金属的电位作为标准电位，以便于比较，电位的绝对值难于测量，而是以氢的标准电位为零电位，测其他金属和氢电极的电位差，作为金属的标准电位。
浅谈变电所接地网存在的问题及改造
浅谈变电所接地网存在的问题及改造摘要：变电所的接地是一个看似简单、而实际上却非常复杂又至关重要的问题，它直接关系到人身和设备的安全。
由于接地问题而造成的主设备损坏、变电所停运等事故，给电网的稳定运行带来了极大的危害。
本文在分析变电所接地网的基础上，也提出了改造措施。
一简述随着电网的发展，变电所内微机保护综合自动化装置的大量应用、这些弱电元件对接地网的要求更高，地电位的干扰对监控和自动化装置的影响不得不引起人们的重视，因此，为了保证变电所接地网的可靠性，必须对接地网存在的问题进行改进措施，以及今后在接地设计与改造方面应该注意的问题。
我所参与设计的印尼4X7MW项目，印度55MW项目，印尼2X10MW项目，土耳其1X15MW 项目，马来西亚背压6K项目等投产后所出现的问题作为案例进行探讨。
二接地网存在的问题1 均压问题（在印尼4X7MW项目表现最为突出）：1）变电所接地网的均压不好，特别是横向电位分布不均，电位梯度较大，跨步电压超标，这是由于在接地网设计时把接地电阻作为主要的技术指标，而忽略了地网的均压和散流。
2）变电所只是设备到哪里，水平接地带立连到哪里，或只用长孔地网很少用方孔地网，在加上敷设接地网的施工单位存在偷工减料，不按图施工所以接地网很不完善。
3）地网水平接地极埋深大部分不足，有的甚至浮在地表面，因此，由于地网均压不好，一旦发生接地短路就有可能引起局部电位升高产生高压向控制和保护电缆反击，使低压元件烧坏。
2 设备与地网的连接问题对于运行中的若干座变电所进行全面检查和试验，发现存在的最大问题不是接地网的各项技术指标，而是变电所内的电气设备与接地网的连接问题，在印度55MW工程发现110kV电压互感器和避雷器间隔的接地与地网不通，35kV电压互感器与避雷器间隔与地网也不通。
这个变电所在此之前曾多次发生雷击时烧坏断路器、隔离开关、互感器和套管，而避雷器不动作。
原来这个变电所的避雷器根本就没有与主地网连接。
铜对钢构件腐蚀及阴极保护的缺陷
首先要明确的是土壤对金属的腐蚀有如下几种：1.电化学腐蚀2.化学腐蚀3.杂散电流腐蚀如果采用钢导体+阴极保护（其中又分通电和不通电），首先就无法保证钢材不受化学腐蚀的侵害。
土壤电阻率越低，其对钢材化学腐蚀能力越强，这一点已经是不争的事实。
事实上采用钢导体+阴极保护，只能避免接地体局部不受电化学腐蚀。
但发电厂地网面积非常大，多数都上万平米。
接地体长度长（一侧长度就超过百米），阴极保护是不可能对整根钢材形成保护的，如果要做到这一点，那么基本上需要沿着钢接地体再腐蚀一段阳极材料。
等于在建造钢接地网的同时再建造相同面积大小的阴极保护地网来保护钢接地网，显然这是不现实的。
但如果不做到这一点，就只能对钢地网的局部形成阴极保护，超过阴极保护范围的钢地网是得不到保护的。
而且，牺牲阳极本身也在不断损耗，比如自身发生的电化学腐蚀杂散电流腐蚀等，根本不能做到免维护。
如果不是采用牺牲阳极的阴极保护法，而是采用外加电流阴极保护法情况更糟糕。
你需要提供一个24小时不断电的直流电源，同时电源的电压要恒定，确保钢铁构件对地电位维持在-0.85V。
这时的造价太高，同时风险性太大。
这主要指两方面，一方面采用外加电流阴极保护，那么就要形成杂散电流，杂散电流的影响可以远到几十公里范围。
杂散电流造成的集中性高腐蚀具有严重的破坏性，一个壁厚8-9mm的钢管在杂散电流的影响下，4个月就会发生腐蚀穿孔，这时非但没有保护住地网，还会让附近的管道穿孔破损。
（参见高等学校教材《金属电化学腐蚀与防护》张宝宏丛文博等编著的一书）。
我们要做到材料的全面防护，即避免以上三点。
镀铜钢做接地就可以做到这三点。
首先铜腐蚀产生的氧化物会在铜表面形成保护膜，隔绝化学物质对铜的近一步腐蚀（简单例子，中国各省土壤成分都不相同，但都出土了大量几千年前遗留下来的的青铜器，但没有一件铁器），另外电化学腐蚀发生的条件如下：应具备正极（阴极），负极（阳极）传输离子电荷的电解质溶液和传输电子的导体，缺少任何一部分金属的电化学腐蚀都不可能发生。
安全隐患排查接地线(3篇)
第1篇随着社会经济的快速发展，各类工程建设和设备安装日益增多，安全问题愈发凸显。
接地线作为一种重要的安全防护措施，在电力系统、建筑工地、通信设备等领域中发挥着至关重要的作用。
然而，由于各种原因，接地线在实际使用过程中存在诸多安全隐患。
为了确保人员和设备的安全，本文将对接地线的安全隐患进行排查，并提出相应的预防措施。
一、接地线的作用接地线是一种连接设备或系统与地之间的导线，其主要作用有以下几点：1. 防止触电：当设备或系统出现漏电现象时，接地线可以将漏电电流导入大地，从而避免触电事故的发生。
2. 保护设备：接地线可以将设备内部产生的静电导入大地，防止静电积累对设备造成损害。
3. 防止电磁干扰：接地线可以将设备产生的电磁干扰导入大地，减少对其他设备的干扰。
4. 提高设备可靠性：接地线可以降低设备绝缘老化速度，提高设备的可靠性。
二、接地线安全隐患排查1. 接地线材质不合格接地线材质直接关系到接地效果和安全性。
以下为几种常见的不合格情况：（1）接地线材质不符合国家标准，如使用非标准铜线、铝线等。
（2）接地线表面存在裂纹、腐蚀、氧化等现象，导致接地效果降低。
（3）接地线截面积不足，无法满足接地电流要求。
2. 接地线连接不规范接地线连接不规范会导致接地效果降低，甚至无法接地。
以下为几种常见的不规范情况：（1）接地线与设备接地端子连接松动，导致接触不良。
（2）接地线与接地体连接不牢固，存在松动、断裂等现象。
（3）接地线接头处理不规范，如未使用专用接头、接头处存在氧化、腐蚀等现象。
3. 接地体损坏接地体是接地系统的重要组成部分，其损坏会导致接地效果降低。
以下为几种常见的损坏情况：（1）接地体腐蚀严重，导致接地电阻增大。
（2）接地体断裂，无法形成完整的接地回路。
（3）接地体位置不合理，无法满足接地要求。
4. 接地线安装不规范接地线安装不规范会导致接地效果降低，甚至无法接地。
以下为几种常见的不规范情况：（1）接地线安装高度不合理，无法满足接地要求。
电厂接地装置存在的安全隐患与对策
电厂接地装置存在的安全隐患与对策摘要:电厂安全生产致关重要,关系到国家的财产安全,关系到人民生活利益,同时也关系到电厂职工的生命安全。
电厂诸多事故都与接地网存在的安全隐患相关。
本文对目前国内电厂接地装置存在的诸多安全隐患进行了较为详细的分析,并在此基础上提出相应的对策。
关键词:电厂接地装置安全隐患对策电厂安全生产致关重要,关系到国家的财产安全,关系到人民生活利益,同时也关系到电厂职工的生命安全。
电厂诸多事故都与接地网存在的安全隐患相关。
比如1994年华莹山电厂2号发电机着火,3号、4号发电机损坏,全厂停电,正是由于电厂变压器中性点接地线腐蚀处断裂、放电。
1 电厂接地网存在的安全隐患随着电厂规模越来越大,接地线路因短路产生的电流也越来越大,接地网的安全隐患变得越来越突出,而这些安全隐患又会引发电厂的安全事故,电厂接地网主要存在以下一些安全隐患。
1.1 接电装置的腐蚀隐患电厂接地装置的腐蚀隐患相当普遍,其中接地网中的接地引下线更容易受到腐蚀。
尤其是在潮湿的环境下铁件,极易被腐蚀掉,变成铁渣剥落甚至断裂,同时因为腐蚀,接p接地网的均压隐患主要表现在:电位梯度比较大,跨步电压超过标准,一旦发生短路就出现地网的局部电位升高,高压向低压反击并烧坏设备。
其主要原因是因为在接地网设计时忽略了地网的均压和散流,沿电缆沟没有均压措施。
1.5 水平接地体存在隐患水平接地体存在的隐患主要表现在埋深不够,达不到安全要求。
容易引发一些不良的后果,比如:(1)接地装置的接地电阻不稳定。
(2)地面的跨步电压较大。
(3)上层土壤的含氧浓度较高,易受到腐蚀。
1.6 接地引下线及接地体的截面偏小引发的隐患设备的接地引下线截面不够也容易引发安全问题,如果发生短路,高压进入低压回路,容易烧坏二次保护和控制电缆。
1.7 接地网的运行维护存在隐患在运行维护过程中没有定期检查和测试设备的各种性能,很多接地装置常被埋在地下,得不到维护,许多接地装置带着故障运行,容易引发事故。
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铜材接地网的隐患武汉高压研究院 [430074] 陈健生 [教授级高工]Copper Grounding Conductor Cause TroubleWuhan High-Voltage Research Institute Chen Jian Sheng摘 要：该文论述如何选择电力接地网的材料,对铜接地网存在的隐患论证。
通过引证美国标准,试验报告及使用经验;阴极保护防腐蚀机理分析;各地接地网的使用试验;中国及外国对土壤水质铜含量的限制;论述铜接地网的隐患。
铜材接地网最大的隐患是将对地网附近混凝土钢构架,地下电缆及管道造成严重阳极腐蚀,由于大量铜材埋在地下,将对附近土壤水质造成严重环境污染,如用铜接地网还耍采用复杂的防腐措施保护构架钢材。
中国使用钢材接地网已有数十年经验,不能重复国外走过的弯路。
关键词； 铜接地网 铁接地网 阳极腐蚀 构架腐蚀 环境污染 土壤铜含量近几年來,各地在500kv电力接地网中较多使用铜材,用铜材接地网是新的事物,如果对使用铜材缺乏全面正确的了解和论证,必将对变电站和环境污染带來严重隐患、下面从四方面发表个人看法,以供参考：一,国外对接地材料尽量少用铜材；二,铜材接地网对附近构架钢材造成严重腐蚀；三,铜材不是对所有土壤都有较好的防腐性；四,重视铜接地网对水资源土壤的污染。
国外对接地材料尽量少用铜材中国各地采用铜材接地网的重耍理由是：国外都用铜材做接地网。
其实,这是50年前的事,当時对铜接地网附近混凝土中钢筋阳极腐蚀还未发现,。
后來发现铜地网邻近的构架钢筋和钢材腐蚀严重,其原因是铜地网对邻近钢材的阳极腐蚀。
30年前的美国IEEE Std 142{文献1}及IEEE Std 80{文献2}号标准,就对用铜材做接地网进行了很多限制,规定铜材接地网只能用于独立分开的接地网,如邻近钢构架及混凝土最好用钢材接地网,或者对构架钢材采取可靠的阴极保护措施{文献6}。
1991年6月27日出版的美国IEEE 142—1991号标准,对接地材料又进一步做了重大修改,建议用不锈钢做接地网的材料。
美国EC&M电气公司在2001年资料中谈到{文献4}：按照美国标准,铜包钢不是接地材料最好的选择。
美国Franek公司也提到{文献5}：用硬钢管作接地网材料是最好的选择。
其实我国早几年出现这类隐患,据说福迠早期500kv变电站用铜接地网运行多年后,发现邻近钢材加速腐蚀。
我国结构工程師设计构架,构架按规程设计没错,电力工程師设计接地网,互不相干,由于电力工程師设计铜接地网,影响构架加速腐烂,秧及池鱼。
我国也有部份工程師提醒过此问题,中科院电工研究所马宏达在”关于防雷接地探讨”中就提出过{文献9}：”西方国家现在都己改用钢管做接地体了,我们还在宣传用铜做接地体,”同時提出：”耍注意接地措施导致的环境污染问题和对附近钢铁构筑物的腐蚀效应问题”。
在电力自动化产品信息网中文章”变电站接地糸统设计研究”中谈到{文献10}：”特別说明,铜接地网与变电站混凝土基础内的钢筋，地下的钢管和钢构件会产生电腐蚀,需要采用比较昂贵的阴极保护措施{文献6},否则会产生相互关联的事故”。
根据以上论述,国外用铜做接地网是50年前的事,由于发现铜接地网对邻近钢构架的腐蚀问题,就巳对铜接地网的使用在标准中进行了限制,1991年美国IEEE 标准更推荐了用不锈钢做接地网。
因而国外对接地网的选材不是大量采用铜接地网,而是尽量少用铜接地网,大量采用钢材接地网。
其实我国使用钢材接地网己有60年经验,並发展了涂料防腐技术{文献7},不能再走50年前国外走过的弯路,改用铜接地网。
铜材接地网对邻近构架钢材造成严重腐蚀防腐技术中一项重大技术措施是”阴极保护防腐蚀”,也称”牺牲阳极保护”。
任何金属材料都有其固有的电极电势,一般用电极电势Eq低的全属做牺牲阳极,保护阴极上电极电势高的金属,形成腐蚀电池,腐蚀阳极上金属,保护阴极上金属。
锌的电极电势Eq=--0.7618v, 铁Eq=--0.447v 铜Eq=0.3419v 锌的电极电势比铁低,比铜更低,因而锌可作牺牲阳极保护铁和钢。
如果用铜作接地网材料,而接地网附近有很多混凝土和钢构及地下电缆管道等,这些钢材电极电势比铜低很多,结果形成铁为阳极,铜为阴极的腐蚀电池,其腐蚀电压为0.75v,更加上构架上母线泄漏电流,经钢材流入地下铜接地网,又形成电解腐蚀。
这時钢构架成为牺牲阳极,铜接地网成为被保护阴极,因而加速构架钢材和混凝土内钢筋及地下管道电缆的腐蚀,这就成为变电站的事故隐患。
30年前美国 IEEE Std 80{文献2及IEEE Std 142{文献1}号标准中提出：如果用铜材作接地网,必需对邻近构架钢材钢筋采取有效措施防止腐蚀。
美国对混凝土内钢筋的阴极保护很重视,有关这方面专利有数十件{文献6}。
美国EC&M电气公司谈到{文献4}：铜接地网如果应用错误,能引起临近构筑物严重腐蚀。
美国Franek电气公司谈到：用铜作接地网材料,由于涉及到构架腐蚀,不得不考虑其危害。
美国 IEEE Std. 80—2000 标准中{文献2}第11章中提到：铜和铜包钢接地网与埋于地下的钢结构钢筋管道,电缆的铅包护套,形成化学电池体糸,并将加速这些钢材管道电缆的腐蚀。
必需采取可靠措施,如阴极保护,镀锌,绝缘套管等,保护邻近的钢材管道电缆。
也就是说：变电站采用铜接地网時,除了价格比铁贵5倍外,还耍对变电站的地下钢材钢筋管道电缆等,采取复杂昂贵的保护措施。
各地设计時仅简单提出可用铜材作接地网,因铜接地网对邻近钢构架及混凝土中钢筋管道电缆等,发生的严重腐蚀,並没有进行充分论证並采取有效保护措施,这就形成保护了接地网,损坏了构架钢材管道电缆。
用铜材作接地网,必然对邻近构架钢材钢筋管道电缆产生严重腐蚀,如果不进行充分论证采取有效措施防止构架钢材管道电缆腐蚀,就断然大量采用铜材接地网,将对变电站产生严重隐患,这些变电站都是500kv骨干站,且被腐蚀钢筋都在混凝土中,无法檢查,其危害非常严重。
铜材不是对所有土壤都有较好的防腐性能任何金属对不同介质都有不同的腐蚀性能,铜对碱性介质有较好的防腐性能,但对酸性介质防腐性能较差。
铜在硫酸中就腐蚀非常快。
地面土壤成份是复杂的,有碱性的也有酸性的,由于大气中的酸雨及土壤中植物腐烂,都形成酸性土壤。
不能将铜在碱性土壤中比铁耐腐蚀強三信,就推论到酸性土壤中比铁強三信。
根据美国ERICO电气公司2003年7月7日提出的”电力接地网使用寿命技术报告”谈到{文献3}：该公司用纯度99.94%的铜(代码M)和纯度99.93%的铜(代码P),在28种不同土壤中,进行为期8年的耐腐蚀试验,用夭平称重计祘其腐蚀率,其试验结果如下表：土壤编号 试验年数 M年腐蚀量 P年腐蚀量 M-P平均年腐蚀重,OZ/ Ft2 每年腐蚀深度,Mils1 8.1 0.06 0.063 0.0615 0.000086120 8.1 0.042 0.039 0.0405 0.00005673 8 0.027 0.029 0.028 0.00003928 8 0.024 0.019 0.0215 0.000030112 8 0.312 0.278 0.295 0.00041313 8 0.023 0.031 0.027 0.000037814 8 0.04 0.025 0.0325 0.000045515 8 0.013 0.016 0.01450.000020316 8 0.057 0.058 0,0575 0.000080517 8 0.0037 0.04 0.0385 0.000053918 8 0.0076 0.0077 0.007650.0000107519 8 0.039 0.04 0.0395 0.000055322 8 0.068 0.07 0.069 0.000096623 8 0.118 0.135 0.12650.000177125 8 0.012 0.011 0.0115 0.000016128 8 0.084 0.079 0.0815 0.000114133 8 0.137 0.117 0.1270.000177834 8 0.016 0.022 0.019 0.000026635 8 0.017 0.016 0.0165 0.000023137 8 0.169 0.162 0.16550.000231738 8 0.025 0.043 0.034 0.000047640 8 0.125 0.168 0.1465 0.000205142 8 0.047 0.049 0.048 0.000067243 8 0.635 0.555 0.595 0.00083744 8 0.079 0.061 0.07 0.00009845 8 0.033 0.03 0.0315 0.00004414 7.9 0.019 0.019 0.019 0.000026632 7.9 0.049 0.018 0.0335 0.0000469从上表中可看出：腐蚀最严重的为43号土壤,年腐蚀率为0.595 OZ/ Ft 2, 腐蚀最弱的为25号土壤,年腐蚀率为0.0115 OZ/ Ft 2, 二者相差50倍。
以上28种土壤年平均腐蚀深度为0.000115 Mils,而腐蚀最严重的43号土壤,年腐蚀深度为0.000833 Mils,比年平均腐蚀深度高出7倍,也就是在一般土壤中,铜接地网使用30年,在酸性土壤中使用寿命不到5年,因酸性土壤对铜的腐蚀比较严重。
武汉大学2001年10月受凱文公司委托,对铜材,镀锌铁片,导电防腐涂料三者进行电解腐蚀试验{文献8}。
将三种试件：导电防腐涂料涂刷铁片；镀锌铁片；紫铜片三者串联,置于10%浓度硫酸中,用6伏直流恒定电压进行电解腐蚀试验。
通电三小時后,将试件清洗干燥,用分析夭平称重。
试验结果,三者电解腐蚀率：铜片 571 g/m2.h, 镀锌铁片 575 g/m2.h, 导电防腐涂料铁片 34 g/m2.h, 。
以上试验证明：在硫酸中电解腐蚀,铜片铁片相同,铜材不耐酸性腐蚀,如果用导电防腐涂料将铁片涂刷后,其耐硫酸腐蚀是铜的十七倍。
通过上述论证,铜接地网並非在所有土壤中比铁強,在酸性土壤中,铜与铁差别不大,如果对铁采用导电防腐涂料涂刷,比直接用铜有非常优良的防腐性能。
重视铜接地网对水资源土壤的污染环境污染是关係一个国家长远发展和子孙后代的事,中国和国外对此都非常重视。
全世界对水资源土壤中铜的含量都有严格的控制,而对铁则没有规定,也就是说,对铁的使用是开放的,对铜的使用是有限制的。
当大量铜接地网布满中国各地時,再來讨论铜接地网对环境污染,就巳经來不及了,从现在起,电力行业专家们就应关心重视此事。