陰極保護在接地裝置中的應用
時間:2008-05-22 13:32:00來源:fenghy
導語:?簡要介紹了陰極保護的機理、實踐及實施中應注意的事項,并對陰極保護的應用前景作了評述
[摘 要]簡要介紹了陰極保護的機理、實踐及實施中應注意的事項,并對陰極保護的應用前景作了評述。
[關鍵詞]陰極保護 接地裝置 應用實踐
一、引言
接地裝置的優(yōu)劣,直接關系到變電站的安全運行。各發(fā)電供電、用電企業(yè),對接地裝置的設計、安裝十分重視。為此,山東電力集團公司印發(fā)了《2001年度供電系統(tǒng)反事故技術措施要求》的通知,明確提出了220kV接地網(wǎng)宜采用犧牲陽極法,保護陰極的新措施。應用實踐證明,接地網(wǎng)采用陰極保護,是較為有效的反事故技術措施之一。
二、陰極保護簡介
使金屬陰極極化以防止受到腐蝕的方法稱為陰極保護。眾所周知,大多數(shù)金屬腐蝕都是在含有水的介質中發(fā)生的,腐蝕速度與水溶液的PH值密切相關。接地裝置的腐蝕速度與此規(guī)律完全相符。從接地裝置固有的電位與土壤PH值對應關系上可以清楚地看到,把接地裝置的電極電位降低到接地裝置及其離子的平衡電位以下,接地裝置則不易發(fā)生腐蝕。理論分析和實踐證明,在被保護的接地裝置上聯(lián)接一塊電位比它更負的鎂合金陽極塊后,接地裝置的腐蝕率會明顯降低,這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護。
三、接地裝置實施陰極保護的實踐
根據(jù)莘縣220kV變電站接地網(wǎng)區(qū)域土壤電阻率ρ=30Ω.m和土壤PH=8的地質條件,接地裝置將受到一定的腐蝕, 這是由于接地裝置中的鐵離子和氧發(fā)生離子反應而造成的。為使新建的接地裝置達到安全使用30年的要求,實施合理的陰極保護措施是十分必要的。根據(jù)接地裝置產(chǎn)生腐蝕的機理, 采用了以下反腐蝕措施:
1、接地裝置的敷設安裝仍按原設計圖紙實施, 其接地網(wǎng)的根數(shù)、長度、規(guī)格不變, 即水平接地干支線6000m, 垂直接地極75根, 集中接地12組。為加陰極保護需埋設鎂合金陽極184塊,按圖紙布放,且應與地網(wǎng)平行放置,與水平地網(wǎng)的垂直距保持500mm。
2、接地線采用熱鍍鋅防腐措施,在接地線拐彎處加涂環(huán)氧瀝青及導靜電涂料進行防腐。
3、電纜溝內的接地體,采用涂導靜電涂料或環(huán)氧瀝青兩遍,焊接處涂刷三遍,形成保護層,抑制鋼材的腐蝕。
4、犧牲陽極保護陰極法,在-50×5扁鋼水平接地體附近均勻分布陽極塊,采用鎂合金做陽極,靠近接地網(wǎng)安裝。由于兩極化學成分不同,在電介質中形成電位差而發(fā)生電化學腐蝕,陽極作犧牲,從而陰極接地網(wǎng)得到保護。
四、陰極保護實施中應注意的問題
1、精心作好犧牲陽極的設計。對犧牲陽極使用的材質應根據(jù)國家《埋地鋼質犧牲陽極陰極保護設計規(guī)定動作》選取,對所用陽極數(shù)量、陽極幾何尺寸、重量、陽極分布與埋設及陽極壽命進行精心計算。上述工作應由專業(yè)公司或專業(yè)人員完成。
2、嚴格陰極保護的施工工藝。施工單位應制定符合技術標準和設計要求的施工方案和施工程序,嚴格按照《接地裝置安裝及驗收規(guī)范》施工,工藝符合相關規(guī)定。焊接不能點焊虛焊,犧牲陽極引出端子與地網(wǎng)連接應可靠牢固。填包料使用比例符合規(guī)定,混合均勻。對焊接部位除銹刷防腐涂料待干后方可回填?;靥畹耐寥啦荒苡惺印⒋u塊、石灰、雜草和建筑垃圾,且每回填20cm夯實一次,直到地面。
3、陰極保護的實施要做到全過程的監(jiān)理。從設計、備料、施工、驗收等環(huán)節(jié),都應有專人按程序進行現(xiàn)場監(jiān)理,特別是隱蔽工程,將施工中存在的隱患及時消除,確保工程質量。
4、陰極保護工程施工標準要明確。陽極坑按地網(wǎng)水平走向開挖,每個坑深0.8m 、寬0.6m、長1.3m。陽極坑開挖后,每個陽極袋應澆水兩桶,使陽極極化。獨立避雷針放置陽極袋一塊,每個測試樁放置陽極塊和參比電極各一個,每個測試樁測試距離不能大于50m。安裝完畢后,測試直流電位應達到-0.85V以下,但不能超過-2.0V。
五、結語
根據(jù)莘縣220kV變電站的地質條件,接地裝置不作陰極處理,接地裝置的腐蝕速度約為0.05mm/年,經(jīng)陰極保護處理后,腐蝕速度小于0.02mm/年,防腐效果非常明顯。經(jīng)用四柱法測試,接地網(wǎng)接地電阻不大于0.5Ω,獨立避雷針的接地電阻不超過10Ω,完全符合規(guī)程要求。我區(qū)220kV端莊變電站、高唐南鎮(zhèn)35kV變電站,自實施陰極保護措施運行一年多來,運行情況良好,是一項值得推廣的技術措施,愿供同行參考。
作者簡介:張廣科: 男,電氣高工,多年從事電力生產(chǎn)、基建、技術管理工作,兼多家期刊編委。
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