变电站接地网阴极保护技术
防雷接地网阴极保护
防雷接地网阴极保护河南汇龙合金材料有限公司相关介绍接地装置是发电厂、变电站、通信站中确保工作接地、防雷接地、保护接地的必备设施。
出于经历方面的考虑，接地装置一般采用镀锌碳钢（扁钢、圆钢）。
由于接地装置长期处于地下恶劣的运行环境中，土壤的化学与电化学腐蚀不可避免，同时还要承受地网散流与杂散电流的腐蚀，因此确保接地网免受腐蚀是保证电网稳定安全运行的主要措施。
在接地网防腐措施中，阴极保护是一种科学、可行的方法，对于业已运行的接地网，尤其是在沿海及潮湿土壤地区对电化学腐蚀严重的接地网实施阴极保护，施工简单快捷、投资不大，保护效果好，有其他方法所不能替代的特点。
接地网牺牲阳极阴极保护设计要点：1、接地网所在地土壤电阻率的测定：测定不同时间和气候条件下的土壤电阻率，可得到电阻率的变化范围。
2、根据土壤电阻率，决定选用牺牲阳极的类型：土壤电阻率大于158欧.米（或208欧.米）时，选用锌阳极，土壤电阻率小雨1008欧.米时，选用镁阳极，土壤电阻率大于1008欧.米时，除特殊情况采用带状镁阳极外，一般不采用牺牲阳极（即采用外加电流）3、确定接地网最小保护电流密度（mA/m2），接地网最小保护电流密度应由土壤腐蚀性（土壤电阻率、氧化还原电位）确定，一般在10~50 mA/m2。
4、根据接地网所用碳钢的外形尺寸和总长计算受保护的总面积，按选定的保护电流密度计算所需的阴极保护总电流。
5、确定接地网阴极保护电位：地网的阴极电位至少为-850mv，或者使接地网的自然腐蚀电位负移250-300mv,对于牺牲阳极式阴极保护，在保证达到最小保护电流密度前提下，不需考虑过保护问题。
6、计算阳极接地电阻与输出电流，按阴极保护设计年限计算所需的阳极重量，再根据单个阳极重量计算出需布置得阳极个数。
7、选择牺牲阳极填包料，确定阳极埋设方式（立式或卧式）。
8、确定阴极保护的测试系统。
接地网外加带暖流阴极保护设计除按接地网保护总电流选择恒电位仪，辅助阳极外，其余基本与上述要点相同。
500kV双河变电站接地网阴极保护运行分析
活泼也 就 是指 此金 属材 料更 加 容易 失去 电子 发生 氧
化 反应 ， 有 比被 保 护 构件 的金 属 材 料 更 低 的 自然 具 腐 蚀 电位 。把 此金 属 材 料 埋 在 土 壤 中， 用 导 线将 再
的普 通 扁钢 ， ２ ０ 至 ０ ５年其 接 地 网的投 运 达 ２ ３年 以
・
５ ・ ７
笙 鲞箜 塑
２１ ０ １年 １ ２月
湖 北 电 力
Ｖ１２０ｌ１ Ｄ． № ｏ３ ６ ５ ｅ． ｃ
上 ， 地 材料表 面有 深 坑 、 蚀 产 物 ， 落边 缘 有 缺 接 腐 剥 损现 象 ， 锈蚀 已很严 重 ， 须采取 有效 的 防锈保 护措 必
将 阴极保 护 系 统 设 备 的 运 行 监 视 纳 入 正 常 维 护 之 中， 每天抄 录各 恒 电位 仪 输 出电压 、 电流 状 态 值 。５
年来 ， 设备 运行 稳定 ， 发现 的唯 一一次 缺 陷也获得 了
及 时处理 （ ２号 恒 电 位 仪 插 件 损 坏 ， 时 予 以更 换 ） 及 。 ３ １ ２ 参 比 电极 和 恒 电 位 仪 运 行 情 况 分 析 ． ．
初始 电位值 。保 护装 置 加 电后 ， 整恒 电位 仪 的输 调 出 电压 与输 出 电流值 ， 接 地 网 的 电位 能 稳 定 地 比 使 初 始 电位 降低 １ ０ｍＶ 以上 。 ０
５０ｋ ０ Ｖ
表 ２ 接 入 阴 极 保 护 后 参 比 点 的 电 位 值 单 位 ／ Ｖ
恒 电位 仪
１ 号
ｌ
参比 １
（ ． ０ ） ０ ３ ２
防雷接地网阴极保护技术方案
云南钢铁集团公司燃气-蒸汽联合循环发电完善项目工程技术文件北京防雷有限公司二OO五年三月十八日产品介绍一、镁合金牺牲阳板本公司生产的镁合金牺牲阳极其化学成份完全符合SY/T0019-97《埋地钢质管道牺牲阳极阴板保护设计规范》的要求。
本公司生产工艺先进，其主要成份采用高纯的蒸馏镁（铁杂质含量远小于0.001%），铸模采用钢质模具，因此，生产出的镁合金牺牲阳极，性能优良。
其电化学性能如下：1、密度：1.77g/cm32、开路电位：-1.48V（SCE）3、理论发生电量：2.21A·h/g4、对铁的驱动电位：-0.70V5、电流效率：≥60%6、实际发生电量：1.33 A·h/g7、消耗率：≤7.00kg/A·h本公司有完善的质量保证体系，检测设备齐全，检测手段完善，产品各工艺严格国家标准规定进行检验，做到不合格的产品不出厂，产品在同行业中属优等产品。
二、测试桩测试桩是检验阴极保护效果的重要装置。
它可起到检测阴极保护电位、电流、电绝缘性能、故障断路，设置是否合理，对投运后系统的管理起很重要的作用。
按标准SY/T0036-2000的要求，测试桩可以用钢质的，也可以用混凝土的或玻璃钢的，考虑到的本次使用于电厂的内部，我公司提供的测试桩为外喷塑钢质的，其结构合理，标志醒目，测试方便，同时也美观大方，与厂区建设协调。
三、参比电极参比电极的基本要求是极化小、稳定好、寿命长。
土壤中所用的硫酸铜参比电极稳定性要求是不大于±10mv，工作电流密度不大于5μA/m2。
本公司提供的参比电极为长寿命硫酸铜参比电极，它是一种特殊结构的硫酸钢参比电极。
外壳使用的是一种半透膜材料。
内部介质很难渗透出来，其使用寿命可达10年，在国内属领先水平。
符合本次工程需要。
四、其他本公司提供的镀锌扁钢、角钢、圆钢以及阳极填包料均为外购产品。
所提供的产品全部按国家标准及相应的标准执行。
不合格的产品绝不交到业主。
论接地网中阴极保护的重要性及施工工艺
论接地网中阴极保护的重要性及施工工艺摘要：本文主要阐述了接地网中阴极保护技术，以及接地网中阴极保护的建模，进一步分析了接地网中阴极保护的措施，供相关人员参考。
关键词：接地网；阴极保护；重要性近些年来，我国能源建设飞速发展，成为世界上能源储运大国。
电力能源与天然气石油在能源中处于核心地位，因此电力线路建设与管道运输行业发展越来越迅猛，输电线路与埋地油气管道的建设是能源运输的核心，然而电力行业与油气运输行业在最优选址原则上极为相近，输电线路与邻近处油气管道大范围的交叉并列运行现象不可避免，即形成了所谓的“公共走廊”[1]。
当输电线路发生故障时，输电线路对邻近处油气管道产生巨大的电磁干扰，易造成管道过电压升高问题，当有管道检修人员接触破损涂层处金属管道时会威胁生命，而且对管道涂层也会产生危害。
因此管道安全运行与管道过电压防护问题受到愈来愈多的关注。
1接地网中阴极保护技术其中，为了降低腐蚀带来的危害，保证电站的安全运行以及工人的人身安全，人们经常采用外加电流阴极保护技术［1］。
外加电流阴极保护技术可以有效地避免因雷电而引发的变电站安全事故［2］，对于减少因接地网腐蚀进行的更换，从而降低接地网的维修频率，有着不可替代的重要意义。
外加电流法保护的原理在于给需要保护的金属提供电子，使保护金属极化，从而实现保护的功能。
接地网阴极保护系统［1］主要由辅助阳极、接地网、保护电源等几部分组成。
接地网系统中使用外加电流法，这样设计在于可以广泛应用不同的接地金属，调节输出电压，适应于各种土壤情况，使用寿命长［2］。
设计者从系统的使用时间和可靠性出发，经常采用足够大的安全系数［2］，以保证工程的质量。
但是这种为了追求质量的设计，往往增加了工程费用，加大了施工的难度。
如何结合实际环境，既能够合理经济地设计［3］，又能满足国家保护标准，阴极保护优化的重要难点就在于设计者如何同时满足两者要求。
2接地网的阴极保护数学模型根据阴极保护体系所有组成部分及反映体系特性的各种参数关系建立接地网阴极保护体系数学模型。
接地网阴极保护施工措施
接地网阴极保护施工措施第一篇：接地网阴极保护施工措施接地网阴极保护施工措施收藏此信息打印该信息添加：不详来源：未知接地网阴极保护施工措施一、工程简介聊城电厂一期工程中，接地网采用牺牲阳极保护法施加阴极保护，为使接地网使用寿命不小于30年，经计算采用MUG-3型镁合金牺牲阳极，规格为700×（90+110）×90mm，数量为785只，每只重11kg。
参比电极采用铜/硫酸铜参比电极，型号为MCT-2型共8只，测试桩8只，检查片16组，规格为Φ250×1200mm的布袋785条。
二、编写依据1、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-922、《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-81第二十五章3、《火电施工质量检验及评定标准第五篇电气装置》4、《电力建设安全施工管理规定》5、《电力建设安全工作规程》6、山东电力工程咨询院设计图纸阴极保护 37-F19519-D1305三、施工工器具电焊机一台、铜质电焊带50米、电焊用工具一套、活口板手一把四、工艺流程及技术要求与标准工艺流程技术要求与标准一》、材料检验1、阳极检验：在牺牲阳极使用之前，按有关标准和规范要求，对其外观尺寸和重量进行检验。
2、电缆检验：检查电缆的规格型号、尺寸、绝缘、与阳极的接头。
3、布袋检验：验证布袋的尺寸、完好度。
阳极不翘曲，表面无毛刺、裂纹、气孔、夹杂物和附着物，尺寸和重量符合要求。
电缆的规格型号尺寸应正确，绝缘皮无破损，与阳极的接头牢固。
尺寸正确，无破损。
二》、袋装阳极的制作、安装1、阳极表面清理2、填包料搅拌3、袋装阳极装配。
4、阳极坑的开挖。
5、袋装阳极的放置。
清除表面的氧化膜及油污。
保证填包料干燥无结块，将填包料搅拌均匀，不得混入石块、塑料带、泥土和杂草等杂物。
（填包料配方比为硫酸铜:石膏粉:膨润土=1:1:2）先向袋中填入约10cm高的填包料，然后将阳极放入袋中央后，在周围加入填包料将阳极包围，以保证阳极周围填包料厚度一致（不小于50mm）、均匀密实，最后将阳极电缆与布袋口用细绳绑扎结实，防止散口。
接地网阴极保护设计方法
进 行 解 释 。 由图 １ 出 ， 属表 面 阳极 和 阴极 的初 看 金
始 电位分别为 Ｅ 和 Ｅ 。金属腐蚀时 ， 。 由于极化作 用， 阳极 和 阴极 的 电位 都 接 近于 ．所 对 应 的腐 蚀 电 ｓ 位 ， 与此相对 应的腐蚀 电流为 。。在腐 蚀电
作用下金属 的电位从 Ｅ。向更负 的方 向变动 ， 阴极
极 化 曲线从 ｓ点 向 ｃ点方 向延长 。
致接地 网电位升高， 使接地 的设备金属外壳带高 电
压而危 及人 身 安全 和击 穿 二次 保 护装 置绝 缘 ， 至 甚 损 坏设 备 ， 大 事 故 ， 坏 电 网 系 统 稳 定 。埋 地 接 扩 破
生 的 电量大 ， 锌 的 ３ ６倍 ， 的 １３ 是 ． 镁 ．５倍 ， 着 广 有 阔的开 发前 景 。不 足 的 是 电 流效 率 和溶 解 性 能 随
阳极 成 分 、 造 工艺 的不 同而 发 生 变 化 ， 土 壤 中 制 在
镁 阳极 的三 分之 一 ， 因此应 用范 围较窄 。在 土壤 中 使 用一 般 限制在 电阻率 Ｐ＜ ５ｎ ・ｍ 的范 围 ， １ 当土 壤 潮湿 时可 扩大 到 Ｐ＜ ０Ｑ ・ｍ。 ３ 铝 合金 阳极 ， 资源 广 、 格便 宜 ， 价 其单 位 重量 产
２ 接地 网阴极保 护设计方法
骤和方法 ， 并结合具体 的设计 实例 ， 行计算和讨论 。 进
【 关键词】阴极保护 ； 设计方法 ； 示例
【 中图分类号］ Ｍ ３ Ｔ ６
【 文献标识码】 Ａ
【 文章编号】０８８３ （０８０ —０ １０ １ －０２２０ ）３０３・４ ０
Ｕ 引 吾
变电站阴极保护实施方案及措施
变电站阴极保护实施方案及措施变电站的阴极保护，听起来就像是个神秘的法术，其实它可是保障电力设备安全的“护身符”。
说白了，就是要让这些铁家伙不被腐蚀给糟蹋了。
别小看了这项技术，要是处理不好，可真是得不偿失，今天就来聊聊这个话题，轻松点儿，不啰嗦，咱们直接上干货！1. 阴极保护的基本原理1.1 什么是阴极保护？首先，阴极保护就像给你的变电站穿上了一层“保护衣”，防止那些讨厌的腐蚀现象。
它通过给设备施加一个负电位，使金属表面变成阴极，这样就能有效防止电化学反应中的腐蚀发生。
打个比方，就像给一座城堡建上高墙，外敌想进来可没那么容易。
1.2 为什么需要阴极保护？那么，为什么我们的变电站非得要这项技术呢？其实，变电站里可都是一些重金属材料，长时间暴露在潮湿的环境中，稍不注意就可能生锈、腐蚀，这就好比你的自行车放在外面没盖好，结果几天下来就锈迹斑斑，变得不堪入目。
而阴极保护就像给它加了个保护罩，让它不至于那么快就坏掉。
2. 实施方案2.1 现场勘查实施阴极保护的第一步，当然是得好好勘查现场。
把每个设备都仔细检查一遍，尤其是那些看起来不起眼的小角落，千万别放过。
就像找宝藏一样，你可能意外发现一些“腐蚀小妖精”，然后就能有的放矢地采取措施。
2.2 选择合适的保护方式在保护方式上，咱们可得好好琢磨。
有主动和被动两种方式，主动的就像给手机装了个保护壳，持续给设备供电；被动的则是用一些特殊材料包裹，减少腐蚀。
这俩选项各有千秋，选择的时候可得考虑清楚。
像逛商场一样，不要一时冲动哦！3. 维护与监测3.1 定期检查实施阴极保护后，定期的检查和维护可不能马虎。
就像养宠物一样，你得定期给它洗澡、打疫苗，否则可就闹腾了！每隔一段时间，咱们得去看看电位是否正常，设备表面有没有异样。
这一检查，不仅能早发现问题，还能让设备长命百岁。
3.2 数据监测现代科技真是神奇，咱们还可以利用各种仪器进行实时监测。
通过数据分析，可以知道哪些地方可能出问题。
阴极保护技术有两种方法【5篇】
阴极保护技术有两种方法【5篇】（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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接地装置阴极保护法及其设计
廛用科技接地装置阴极保护法及其设计吴远军1胡晓兵：(1．福建省宁德市防雷中心，福建宁德352100；2．福建省永春县气象局，福建永春362600)喃要】接她．装置的腐蚀是普遍存在的现象，若无完善的防腐伪．措施。
将会导致接地胜能的下降，造成电气灾害事故。
本文剖析了接地装置的腐蚀机理，指出接地装置的腐蚀的主要为电化学腐蚀，介绍了牺牲阳极的阴极保护法强其设计。
C关键词]旌她若置；阴极保护；防腐；原电池腐蚀1接地装置腐蚀后的危害在我国现阶段，接地的材料主要为碳钢。
接地装置埋设在地下，发生腐蚀后，接地体截面减小，碳钢材料变脆、起层、松散甚至断裂，造成接地性能不良，接地电阻明显增大，对电力设施、电子电气设备的正常运行、人生安全将产生巨大的潜在威胁。
—般地区的接地装置使用寿命在30年左右，而在福建某变电站发现其接地装置只运行了8年，就已弪严重地腐蚀掉，探其原因是福建地区沿海，土壤冠强酸性，腐蚀更为严重。
由于接地装置埋设在地下，对其翻修改造是相当费劲和困难的，其费用也是巨大的，因此延长接地装置使用寿命，有着巨大的意义。
2接地装置的腐蚀机理．接地装置的腐蚀机理主要有两类：化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是指接地装置金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的腐蚀，腐蚀时没有电流产生。
电化学腐蚀是指接地装置金属表面与电解质发生电化学反应而引起的腐蚀，腐蚀时有电流产生。
它的原理是由于形成了原电池。
所谓原电池就是将两种不同的金属插^任何电解质溶液中而构成的装置。
例如将锌板和铜板放入强酸溶液中，由于锌的电极电位(一0．763V)比铜的电极电位(+Q337V)低，用导线将它们连接起来后，在电位差的作用下，锌不断地把电子经连接导线传导给铜，并将自己的正离子Zn2+投入电解质溶液，锌即溶解，遭受腐蚀。
通常规定电位较低的电极为阳极，电位较高的电极为阴极。
3阴极保护法的防腐原理以上面锌与铜的原电池实验可知，较活泼的金属锌，其电极电位较低为阳极，较不活泼的金属铜为阴极。
变电站接地网阴极保护防腐施工探究
设和 阴极 的焊接安装 ， 以及 阴极保护 系统 电缆 的敷设 与电气 回路 的连接 ， 完成 了电化学保 护装置 的安装 ， 即 日电化学保 护装置经调试投入运行 。文章在此对整个项 目的实施过程进
网的腐 蚀源 于普 通碳钢在腐 蚀性土壤 环境 中的 电化学 腐蚀 以及 电网设 备等运行 中的泄流造成的接地 网的腐蚀 ， 使其截
影响接地 网保 护效果 的最重要参 数是 阴极保 护 电流密
程实 际 ， 对 阴极保护 防腐技术 的应用进行分 析 ， 可为相 关工
作者提供参考。
度的大小 ， 它决 定了接地网电化学 电位 的极 化幅度 。为使接
地 网金 属的极化 电位达 到 良好的 阴极 保护 效果所需 的 电位 值， 必 须选 取适宜的阴极保护 电流密度 。如果选取 的电流密 度偏低 ， 会 造成保护不足 ， 接地 网得 不到很好保护 ； 如果选 取
其发 展 ， 必将导致较 大的安全 隐患 ， 进 而影 响到电 网系统 的 安全 、 稳定运行 。因此研究和解决 变电站接地 网的腐蚀 ， 是提 高现行变 电站接地性能 的稳定性 ， 确保 电网安全 、 经济 、 稳定
运行所迫切需要解决 的课题 。
注： 土壤与水的 比例为 １ ： ５
该变电站不同地域 的土壤 电阻率均很高 ，差别很大 ， 在
的保 护电流密度 偏高 ， 将会造成 不必要 的能源损 失 ， 还 可能
因阴极析氢和放 氯等反应产生 的副作用 。 碳钢接地 网的阴极保护电流密度与其表面腐蚀状态 、 氧 ・Fra bibliotek２ ６・
第１ 期（ 总第 １ ５ ３ 期）
工程应用■
化 物种类 和组成 、 土壤成分 和腐蚀性 能 、 变 电站运行 对接 地
接地网阴极保护方案比较和实施
接地网阴极保护方案比较和实施摘要】：本文介绍了接地网腐蚀的机理和防止地网腐蚀的措施，并结合某电厂2×600MW基建项目的现场实际情况，对该工程实施牺牲阳极的阴极保护方案进行计算和施工介绍。
【关键词】：接地网腐蚀阴极保护1 引言发电厂接地网是用于工作接地、防雷接地、保护接地的重要设施，是确保人身、设备、系统安全的重要环节。
实际应用中，如果铁质接地网腐蚀严重，则会导致接地线截面减小、热稳定性不够、接地电阻增大。
2 腐蚀机理腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是指金属和非电解质直接发生纯化学作用而引起的金属损耗。
电化学腐蚀是指金属和电解质发生电化学作用而引起的金属损耗。
在电化学腐蚀过程中，同时存在着两个相互独立的反应过程，阳极反应和阴极反应，并有电流产生。
从外观上看，金属材质是均一的，但是，当它浸入电解质中（例如海水或土壤），由于不同材料或金属本身组织结构及表面物理状态不均匀，在金属表面上形成许多宏观或微观阳极区和阴极区，阴、阳极之间通过介质产生微电流。
根据这一机理，以钢为例，铁离子在电解质中的流动形成电流，电流的方向与电子移动的方向相反，进而铁离子与水中的氢氧根离子OH-反应生成氢氧化亚铁Fe(OH)2，而后又变成沉积在钢表面的氢氧化铁Fe(OH)3，形成锈层。
3 防止接地装置腐蚀措施3.1 增加金属厚度涂覆层是防止地下金属结构腐蚀最常用手段之一。
但并不能完全解决金属腐蚀问题。
这是因为涂层总是不可避免地漏涂、针孔、破损等，腐蚀将会集中在这些微小区域，导致金属腐蚀穿孔。
此外，涂层有老化问题，难以在发电厂寿命期内一直起保护作用。
3.2 采用铜接地网裸铜绞线作为接地材料是抗腐蚀的方法之一，由于铜材料价格高，几乎是钢材的1倍，另一方面电厂内许多设备的外壳，构架和埋管都是选用钢材，铜本身会加速腐蚀与其接触或在邻近的其他金属如钢材、钢管等，对钢质循环水管的防腐蚀带来了困难。
3.3 阴极保护阴极保护是对被保护金属结构通以阴极电流，使之阴极极化，从而消除电化学腐蚀的一种方法。
接地网外加电流阴极保护示范工程
接地网外加 电流阴极保 护示范工程
胡学 文 （ 汉 中伟 电力 技 术 有 限 责任 公 司 ， 北 武 汉 武 湖 ４０７ ） ３ ０ ２
许 崇武
（ 武
汉
大
学 ， 北 武汉 湖
４０７ ） ３ ０ ２
［ 摘 要 ］ 从保护 系统设备 的运行情 况、 保护参数 的监 测情 况及 接地 网保护 情 况等方 面对 变 电站接地 网应 用 外加 电流 阴极 保 护 防 腐蚀 示 范 工程 的 情 况进 行 了介 绍 。
２ １ 系统 运 行 时输 出 电 流 及 输 出 电 压 ．
系统 运 行 期 间设 备 输 出 电 流 与 输 出 电 压 随 时 间 变
化 的关 系 如 图 １ ２所 示 。 、
９５
≤ ７５ ・
龌
羽
的 情 况 进 行 了调 试 ， 记 录 了保 护 系 统 设 备 的 输 出 电 并
由参 比 电极 测 定 的 电 位 值 可 以 看 出 ， 电 位 测 定 各
点处 接 地 网 电位 均 达 到 了 保 护 电 位 值 范 围 ， 且 在 下 并 降 到 一 定 值 后 比较 稳 定 ， 外 界 的影 响 较 小 ， 受 这说 明 对
２ ４ 变 电 站 地 面 电位 分 布 测 量 ．
１０ ０ １０ ５ ２０ ０ ２０ ５ ３０ ０ ３０ ５
时 间 ／ ｄ
２ ２ 各 参 比 电位 点 处 接 地 网保 护 电位 值 ． 各 参 比 电极 测 定 的 接 地 网 保 护 电 位 见 图 ３ 分 为 ，
通 电 测 量 的数 值 及 断 电测 量 的 数 值 。
试 架 接 地 电 阻 与 时 间 的 关 系
阴极电极保护在变电站防雷接地中的作用
【 关键词 】 电极 保护 ； 变电站 ； 防 雷接地 ； 作用研究 【 中图分类号 】 Ｔ Ｍ ６ ３ 【 文献标识码 】 Ａ 【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ５ 】 ２ ０ — ０ １ ４ ６ — ０ ２
的 应 用质 量 ． 就 需 要 采 用 阴极 电极 技 术 来 解 决这 一 问题 。 本 文 也 通 过 多方 面 内容 来详 细说 明 阴 极 电 极接 地 保 护 技 术 的主 要
优 势 和 特 点
充 来保 证 金 属 在 失 去 电子 后 能 够更 好 的溶 入 到 溶 液 中 ，在 这 样 的情 况 下 就 会 产 生 负 电位 ， 而 防 雷接 地 中通 过 阴极 电 极 保
现如今 ． 变 电 站 的 防 雷 接 地 技 术 也 在 不 断 的 改进 提 高 ， 其
中接 地 网技 术 的发 展 也 极 大 的 提 高 了 变 电站 防 雷 的 质 量 ， 然 而接 地 网技 术在 应 用过 程 中也 存 在 着 一 些 问题 和 不 足 ， 比如
２ 阴极 电极保护 技术 的应 用原理 以及 需要 注 意 的几点内容
着 两种 不 同的 应 用方 法 ，其 中 包括 了外加 电 流 法 以及 牺 牲 阳
极 法等
而 利 用 阴极 电极 保 护 技 术 也 存在 着 失 败 的 现 象 ． 比如 阳
方 式 来将 其 分 为 两种 不 同 的 类 型 ．首 先 是 在 利 用相 应 的 防 雷 极 所在 地 的 电 阻 率 高 一 级 阳极 的 金 属 达 不 到 规 定要 求 等 ， 都 保 护 装 置 来将 雷 引入 到 接 地 网 中 ．这 样 就 可 以有 效 的起 到 防 会 使 阴极 电极 保 护 失败 ． 因此 在进 行 阴 极 电 极 保 护 时 要 祖 安
接地装置工程的阴极保护
接地装置工程的阴极保护
接地装置是用来保证变电站、电厂、通信站工作接地、防雷接地和保护接地的主要设施。
一般采用镀锌碳钢作为接地装置，形成三维接地网;由于长期恶劣的地下作业环境，土壤的化学和电化学腐蚀是不可避免的，同时也会受到巨大的放电和杂散电流的腐蚀。
接地网腐蚀是造成电网系统问题和事故的主要原因之一。
因此，保证接地网不受腐蚀是保证电网稳定、安全运行的前提。
在所有的地网保护措施中，阴极保护是一种科学可行的方法，特别是对已运行的地网的保护，有其独特的优点。
阴极保护原理:通过被保护的金属设施的阴极极化，使其成为一个大阴极，从而防止金属的腐蚀，称为阴极保护。
阴极保护可通过牺牲阳极法和外加电流法来实现。
该牺牲阳极法操作简单，无需维护，操作方便。
用于连接负电位较大的金属或合金，易腐蚀受保护的地网。
阴极保护的目的是通过阳极的腐蚀溶解来实现的。
外电流法是利用外直流电源将受保护的金属与电源的负极连接，使其成为阴极，达到防止金属腐蚀的目的。
这两种保护方法各有优点。
具体选择由现场保护电流、土壤电阻率等条件决定，但在地网保护中都有成功的应用。
除根据接地网保护的总电流选择恒电位器和辅助阳极外，其余基本相同。
由于接地网的碳钢一般是无涂层的，所以不需要考虑由于达到析氢电位而导致涂层脱落的问题。
但是，为了经济起见，实际测量的保护电位不应小于- 1.15V。
接地网外加电流阴极保护技术研究与应用
监控装置 ， 包括外加 电流 阴极保护单元 、 接地 网腐蚀余量检测单元 以及基于３ Ｇ或ＷＩ Ｆ Ｉ 的无线数据传 输及远控单
元。实现 了接地 网保 护和监控 的智 能化 ， 满足 无人值 守的要求。 关键 词 ： 接地 网； 模块 化； 外加 电流 ； 阴极保护 ； 智能化 中图分类号 ： Ｔ Ｍ８ ６ ２ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号： １ ６ ７ ３ — ７ ５ ９ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ８ ５ — ０ ３
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｃｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｇ ｒ ｉ ｄ ｈ ａ ｓ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ ｓ ． Ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ，ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｇ ｒ ｉ ｄ ｃ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ａ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｕ ｎ ｉ ｔ ， ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｕ ｎ ｉ ｔ ｆ ｏ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｇ ｒ ｉ ｄ ｃ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｌ ｏ ｗ ａ ｎ ｃ ｅ ， ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｄ ａ ｔ ａ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｕ ｎ ｉ ｔ
电厂、变电站阴极保护
电厂、变电站接地网阴极保护摘要：结合在建沿海滩涂变电所接地装置中金属构筑物容易腐蚀的问题，分析了金属腐蚀的原因，详细论述了牺牲阳极的阴极保护方法，以及在沿海变电所设计、施工工艺、监理、标准和验收把关等方面应注意的问题。
关键词：变电所；接地；阴极保护；金属腐蚀；沿海地区东南沿海地区土地紧张，许多变电所都建在滩涂上，变电所接地装置、金属构筑物直接埋在滩涂中，存在着严重的金属电化学与化学腐蚀。
如果防护措施不力，会造成接地电阻增大，直接影响电力系统的安全运行。
金属腐蚀是在环境作用下，发生的破坏和变质。
一般认为：金属腐蚀是金属受物理、化学(氧化、酸碱盐等)、电化学(腐蚀电池多种形式联合作用的结果。
1、原因分析1．1金属腐蚀的原因变电所接地体的水腐蚀，指自然界中存在的水(如海水、江河水、雨水、地下水等)对金属构件的腐蚀作用。
这些水大部分为近中性介质，其腐蚀过程的去极化剂为溶解氧。
在某些受污染的或含有H2S水介质中，还会发生H还原的过程。
在水介质中，除了发生一般的电化学腐蚀外，某些条件下(如厌氧环境)也会发生微生物腐蚀。
作为腐蚀环境，土壤和水、大气两个环境不同，土壤是由固相、气相和液相三相构成的、不均一多相体系，其影响因素很多，相互关系复杂，至今还没有一种评价土壤腐蚀性的完善方法。
变电所接地装置在土壤环境中的腐蚀，属电化学范畴。
由于金属晶粒的不均匀性、晶间缺陷等造成其化学不均匀性；同时，土壤本身物理化学性质也是不均匀的。
因此，在金属与土壤相界面上会出现多个腐蚀原电池，产生局部阳极为铁的溶解反应。
在天然土壤中，金属腐蚀是不可避免的。
但采取适当的保护措施，可以对其进行有效的控制，使埋地金属延缓腐蚀，延长其使用寿命。
目前对接地装置的防护，主要采用钢材镀锌、钢质结合阴极保护、镀铜(或铜质)保护。
在工程实际中，镀锌、镀铜层不可避免会在施工制作、搬运、焊接、回填过程遭受各类破坏，镀锌、镀铜层会很快被腐蚀掉，失去保护效果，同时加速接地装置的腐蚀。
阴极电极保护在变电站防雷接地中的作用
【 关键词】阴极电极保护；变电站；防雷接地
成本 比较小 ，因此 ，阴极 电极 技术成为最佳 防护技术 。
４ ． 阴极电极保护在变电站防叠接地中的作用
在变 电站 的防 雷接地 技 术 中运用 阴 极 电极保 护 技术 具有 重 要 的 意 义 ，阴极 电极 保护 技 术按 照其 应用 在 接地 网 中的 原理 可 以将 其分 为两 种 ， 即牺牲 阳 极和 外加 电流 。那 么 ，首 先在 外加 电流 中 ，主要 包括 两种 即直流 电源 和 辅助 阳极 。同时在 进 行 阴极保 护 的过 程 中 ， 要将 需 要保 护 的金 属部 分和 电源 负 极连 在一 起 ，使 金属 部分 的 电位 低 于整个 环 境 ，形 成阴 极保 护 ，进 而保 障金 属部 分 ，防 止其 产 生腐 蚀现 象 ，这 种保 护 方式 具有 重要 的作 用 ，其 主要 适 用于 规模 较 大 的 变 电站 中 ，或 是 用在 土壤 电阻 率 比较 高的情 况 下。 接 下来 ， 对牺牲 阳 极 的阴 极保 护方 式进 行 分析 。其 主 要方 式 是 利用 电位极低 的金属 ，通过 与其相 连的方式 ，将其 电子进 行转移 ，从 而使 被保护 的金属牺 牲阳极 ，形成 阴极保护 。在实 际的运 用过程 中， 最 常使用 的阳极金属 材料是 ：锌合 金、镁 、镁合金 。这样 的方法 不仅 具有 很强 的实用性 ，同时还 有很强 的便利性 ，利用 这种方 式不会 发生 干扰 ，也不 需要使用 外加 电源。但 是，牺牲 阳极 的保 护方 式也存在 一 定 的局限性和 弊端 ，这样 的保护方 式使用年 限较短 ，一般情 况下 可 以 使用 ３ 至５ 年 ， 同时 ，随着使 用时 间不断增加 ，就会在 阳极 的表面 形成 层 硬壳 ，这 层硬壳 将会影 响导 电工作 ，会 影响 电子输 出最终将无 法 对金 属进行保 护 。在 保护工 作的失败 中 ，主 要有两个 因素 ：第一个 原 因是 由于 阳极 床所在 的环境 土壤 的电阻率较 高 。另 外一种 原因就 是所 用 的阳极金属 无法达 到要求 标准 ，因此 ，在 利用牺牲 阳极 的保护方 式 时 ，要结合 其优势和 弊端 ，选择适 合其应用 的环境 。在实 际应用 中 ， 就 要将其应用 于土壤 整体 环境 的 电阻率 要低 于 １ ０ ０ 欧 姆・ 米。
110kV马山变接地网电化学腐蚀原理及阴极保护法的应用
Ｑ ： ！
工 业 技 术
Ｓｃｉ ｅ ｎｃｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃ ｈ ｎｏｌ ｏｇｙ Ｉ ｎｎ ｏｖ ａｔ ｉ ｏｎ Ｈｅｒ ａｌ ｄ
１ １ ０ ｋ Ｖ马山变接地网电化学腐蚀原理及阴极
保 护 法 的应 用
刘长青 （ 无棣县供 电公司运维检修部 山东无棣
２ ５ １ ９ ０ ０ ）
阴极保 护装 置通电运行后， 根 据 测 定
测 定 接地 烧 毁， 连带 将 靠 近 的两 个 自 动 化 装 置烧 坏 ， 变的地面设备 情况 ， 结 合 接 地 网 的 地 下 布 的 参 比 电极 处 金 属 的 初 始 电位 ， 网各 参 比点 的 电位 值 （ 极 化 电位 值 ） ， 调 整 为３ ５ ｋ ＶＩ Ｉ 段 综 合 自动 化 装 置 供 电 的 １ ＃直 置 ， 在 变电站 地 面 上指 定位 置开 挖 电 极坑 ， 输 出 电流 （ 或 输 出电压 ） 使 各参 比电位 下 降 流屏烧毁。 经过 现 场 勘 查 分析 ， 确 定此 次 故 将填 料 置于 土壤 坑 中， 再 将 电极 埋 入 坑 内 ，
障 为 雷 电沿 线 路 进 入变 电站 。 站 内避 雷 器
通 过 接 地 网 已无 法 迅 速 卸除 雷 电 高 电压 ，
开 关 跳 开 同时 ， 高 电 压 超 过 开关 承 受能 力 ，
系统 投 入 后 ， 通 过 调 节 自动 再 回填土 覆 盖 严实 。 由于马 山变 电站 地 处 北 到 保 护 电位 值 。 使 接 地 网极 化 到 低 于 初 始 电位 方， 冬季气温较低 ， 土 壤 出现 冻 结 现 象 ， 因 控制装 置，
１ １ １ ０ ｋ Ｖ马山变 电站 接 地 网现 状 ，
于 电 子产 品 对 环 境 温 度 、 湿 度 和 灰 尘 数 量
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阴极保护装置(2)----阴极（接地网）
• 作用：电流流入被保护的接地网
阴极保护装置(3)----参比电极
• 采用在土壤中电位稳定的Cu/CuSO4电极 • 作用：测量接地网的电化学腐蚀电位
控制接地网电化学腐蚀电位的阴极极化程度（量）
阴极保护装置(4)----自动控制恒电位/恒电流仪
• 作用：根据参比电极测得的 电位自动控制和恒定接地网的 电位下降量或输出电流量
• 近年来，我国重大工程项目、城市基础设施建设 等因为金属腐蚀造成的损失已达每年5千多亿元。
• 根据各国的统计，由于腐蚀造成的年度经济损失 一般约占当年国家GDP的1.5％～4.2％。
• 在我国，每年金属腐蚀造成的经济损失约占国民 生产总值的4%。
某变电站接地网局部腐蚀断裂
某变电站接地网局部腐蚀
土壤含盐量及pH值与土壤腐蚀性
土壤腐蚀性 土壤含盐量
mg/100g土
土壤pH值
大 750～100 4.5～5.5
中 100～50 5.5～7.0
小 50～10 7.0～8.5
塘角变电站土壤具有中等腐蚀性
可溶性盐含量 mg/100g土 33～91
pH 5.8 ～7.48
电化学阴极保护防蚀原理
• 金属腐蚀时，阳极和阴极区的电位处于S点的电位Ecorr， 这时金属以腐蚀速率是Icorr。
• 保护电流需用量
I0 K1 I A S
1.25 60mA / m2 823m2
• 辅助阳极
61.725A
Gt
TgI K
• 单支水平阳极接地电阻
•
RH 阳极组的接地电阻
2 L
ln
L2 td
Rg
F
RH n
阴极保护装置(1)----埋地硅铁辅助阳极
• 作用：能通过土壤发射电流到阴极（接地网），形成电流 回路。采用单位表面可通过较大电流的不溶性材料制成。
主电路
AC
输入变压器
整流电路
输出滤波电路
DC
辅助电源电路
主控电路
采样调理电路
控制电路
人机对话接 口电路
恒电位仪组成原理图
某变电站接地网阴极保护系统的安装
• 辅助阳极、参比电极埋设 • 阴极保护装置电恒电位三种运行方式
· 恒电压方式 机器始终在给定的输出电压值下工作。输出电流值随系统 电阻变化而变化。
参4
0.64 -0.75 -0.82 -0.91 -0.80 -0.83
结论
变电站接地网阴极保护系统投运后运 行情况正常，各参比点的电位下降超过了 100mV，极化达到了要求，接地网得到了有 效的保护。
接地网应用电化学阴极保护技术防蚀效果
某内陆城市城区变电站不连接地网，没有泄流作用、 没有电化学保护的碳钢试片（埋地180天）
• 恒电流方式 机器始终在给定的输出电流值下工作。待参比电位下降到 所需的范围后，再调整减小输出电流，使接地网的电位保 持在确定范围。
• 恒电位方式 在机器上给定一个预设的电位值（如比初始自然腐蚀电位 下降100mV ），给定电位与初始电位之差控制机器的电流 输出，使接地网的实际电位下降并逐渐靠拢和稳定在预设 的给定电位值上。
12.7 25.4 -0.75
14.3 27.9 -0.76
17.8 34.6 -0.84
17.0 35.2 -0.83
16.1 35.4 -0.83
测量电位（V）
参2 参3
-0.72 -0.80 -0.83 -0.91 -0.92 -0.89
-0.71 -0.82 -0.87 -0.97 -0.98 -0.94
某变电站接地网引下线腐蚀
碳钢在腐蚀性土壤中的电化学腐蚀
• 电化学腐蚀电池：
阳极（金属氧化---接地网腐蚀） 碳钢 Fe→Fe2+＋2e Fe2+ →Fe（OH）3、Fe3O4、Fe2O3
阴极（物质还原---土壤中的氧气吸收电子） O2在碳钢接地网表面还原 O2＋H2O＋4e→4OH-
电解质（土壤中的水分和盐类离子）
输 出 电 压 (V)
输 出 电 流 (A)
保 护 电 位 (V)
运行
断电
断电测量
恒电压 恒电流 恒电位
1
2
3
4
5
设置 增加 减少 确认
参比电极选择
接地网阴极保护装置运行注意事项
① 每天巡检一次，观察面板上数显表输出是否正常。 ② 每三天记录一次输出电压、输出电流和参比电位值 ③ 若出现输出电流和输出电压值超过机器额定值(40A、
我国1958年开始研究阴极保护技术工 业应用，但在变电站接地网的开发研究时 间并不长，技术不够完善。
近年来，阴极保护技术又有了新进展。 对于牺牲阳极法来说，有新型优质阳极产 生，使阴极保护系统变得更加有效，设计 更加方便。
对于外加电流法来说，外加直流电源 可以定时检测，得到大量的数据，实现遥 测和遥传。
接地网应用电化学阴极保护技术防蚀效果
某内陆城市城区变电站连接地网，有泄流作用、 有电化学保护的碳钢试片（埋地180天）
某站连接地网的试片表表面平整，失重量降低70%
（埋地316天，阴极保护170天）
输出 电流 (A)
0
30.3 35.4 37.5 35.0
参1
-0.80 -0.95 -0.98 -0.99 -0.97 -0.97
测量电位（V）
参2 参3
-0.85 -0.90 -0.93 -1.05 -1.04 -1.04
-0.90 -0.97 -1.03 -1.14 -1.14 -1.05
参4
• 如果从外部把阴极电流输入接地网系统，使金属电位从 Ecorr负移到E1，这时金属腐蚀速率从Icorr降到I。
• 电化学阴极保护防蚀原理是，人为地由外部向接地网金属 提供阴极电流的方法，使金属电化学电位降低（阴极极 化），从根本上降低接地网金属的腐蚀速率和局部腐蚀倾 向，达到接地网防蚀的效果。
• 根据外部提供阴极电流的方式不同，阴极保护方法可分为 牺牲阳极法和外加电流法。
变电站接地网 电化学阴极防蚀保护
概述
• 我国接地网所用材料主要为普通碳钢。 • 接地网的腐蚀原因：
碳钢在腐蚀性土壤中的电化学腐蚀 电网设备运行中的泄流电流的电解腐蚀。 • 腐蚀使碳钢氧化导电性能恶化；截面积减小至断裂，造成 接地性能不良，危及电网及人身安全。
阴极保护是最常用的电化学保护方法， 是国际上公认的防蚀技术，它发明于1824 年，但是直到20世纪30年代才开始应用。
-0.80 -0.97 -1.02 -1.14 -1.11 -1.05
#3 恒电位仪
日期 2008.02.17
2008.03.01 2008.03.08 2008.03.30
时间
9:00 10:30 13:40 11:00 14:00 12:00
输出 输出 电电 压 流 参1 (V) (A)
0
0 -0.63
90V)，或为零，不能调节恢复，则断开机器内电源开关， 停止机器运行。
阴极保护系统的运行
#1 恒电位仪
日期
时间
2008.02.17
2008.03.01 2008.03.08 2008.03.30
9:00 10:30 13:40 11:00 14:00 12:00
输出 电压 (V)
0
22.3 25.4 26.3 23.1