CN101914773A - 一种电力设施接地网保护方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及接地网金属材料的腐蚀防护技术，具体为一种电力设施接地网保护方法及装置。本发明以电化学腐蚀原理为核心，通过降低接地体电位来抑制地网腐蚀，通过选择不同的材料、工艺和方法，包括接地网的材料表面处理、牺牲阳极的材料、重量、数量、包料以及连接和安装方式，以适应不同土壤环境下对接地网保护的要求。本发明的目的在于通过降低接地体电位来抑制接地网腐蚀的发生，为接地网提供保护，以解决接地网寿命短，接地网电阻大，设备更换成本高的问题。本发明简单易行，实施后其地网的接地电阻均在0.3欧以下，投资低并可明显延长地网实用寿命，经济效益非常显著。

Description

一种电力设施接地网保护方法及装置
技术领域
本发明涉及接地网金属材料的腐蚀防护技术，具体为一种电力设施接地网保护方法及装置。
背景技术
接地网在电力网发电厂、线路、变电中占有十分重要的位置，其作用是把故障电流引入地下并为该设备提供参考电位。我国接地网材料大多采用普通碳钢，普通碳钢在土壤中较易受到腐蚀，腐蚀的程度主要取决于用于保护构筑物和设备的防护措施以及所处环境的腐蚀特性。
目前，为了防腐，变电站普遍采用镀锌钢作接地网材料。试验表明，热镀锌钢在输变电设备接地网有泄漏电流的电解腐蚀时，其耐蚀性能与普通碳钢相比，提高极少，不能明显改善接地网的防蚀性能。还有就是使用抗腐蚀性能好的降阻剂包裹接地网，一方面使其能有效降低接地网的接地电阻，另一方面又减缓对接地网的腐蚀，但是采用这种方式，如果降阻剂选用不当，仍然会加剧腐蚀反应。使用涂覆层也是防止金属腐蚀最常用的一种手段，但由于接地材料不能采用绝缘涂层，这就使该方法受到了一定限制，而且这种方法施工困难，难以在大规模的新建接地网上应用，对于使用多年的老接地网使用，更是价格昂贵，施工困难，而且导电涂料的使用寿命有限，除此之外，一旦涂覆层有针孔、破损等缺陷，就使地网遭到严重的局部腐蚀，造成地网穿孔或断裂。还有就是选用铜材做接地网，其耐腐蚀性能虽然比碳钢好，但投资较高，而且还会给与之相连的其他金属带来严重的电偶腐蚀。
金属的腐蚀大多数都是电化学腐蚀所致，因此采用电化学保护法是控制和减缓接地网金属腐蚀的极为有效而又经济省事的方法。电化学保护法有许多种，阴极保护是最常见的电化学保护方法。牺牲阳极法是用一种更活泼的金属或合金与被保护的金属连接在一起，靠该合金不断地腐蚀溶解产生的电流来保护被保护的金属的一种方法，可用作牺牲阳极的材料有锌合金、镁合金、铝合金等。我国从1958年开始研究阴极保护技术的工业应用，但在电力设施接地网上的开发研究时间并不长。
发明内容
本发明提供一种电力设施接地网保护方法及装置，其目的在于通过降低接地体电位来抑制接地网腐蚀的发生，为接地网提供保护，以解决接地网寿命短、电阻大、设备更换成本高的问题。
为了实现上述发明的目的，本发明采用如下步骤：
一、接地网材料表面处理：接地网材料表面采用镀锌处理，并在其镀锌表面采用涂刷导电膏处理，导电膏由锌粉、石墨粉、清漆按0.5∶1∶3比例调制并加入适量稀释剂，其涂刷厚度为1毫米，接地网四周应用填充料回填，填充料为膨润土、石膏粉、无水硫酸钠按50∶45∶5的比例调制而成，填充料厚度不得小于30公分。
二、牺牲阳极的材料的选择，在土壤电阻率大于15欧·米的地区采用镁合金做接地体的牺牲阳极，在土壤电阻率小于或等于15欧·米的地区，采用锌合金做接地体的牺牲阳极。
三、牺牲阳极块重量的选择，牺牲阳极块单体重量是和被保护地网寿命成正比，一般被保护地网寿命达到50年及以上，牺牲阳极块单体重量必须在15公斤及以上。
四、牺牲阳极块数量的选择，所需的牺牲阳极块的数量等于所需的总的保护电流与单支镁或锌牺牲阳极块的输出电流的商的两倍。所需的总的保护电流强度等于被保护接地体的总面积与接地体所需的最小保护电流密度的乘积，单支牺牲阳极的发生电流通过经验公式计算可得。
五、牺牲阳极的安装方法：牺牲阳极块必须放在填充料包的中央，牺牲阳极块四周填充料厚度不得小于15公分，填充料由膨润土、石膏粉、无水硫酸钠，按50∶45∶5的比例制成，在实施过程中必须将以上三种原材料搅拌均匀装在特制的麻袋中，须将麻袋口封好，制成填充料包。将装有牺牲阳极块的填充料包放在地网下方，上端与地网持平，所有牺牲阳极块均匀分布，与地网可靠连接。连接线最好选用多股软铜塑线，其截面不小于10mm2并用铜焊焊接牢固，用聚氯乙烯胶带将焊节处缠包，用环氧树脂浇灌密封，最后引出两根线的端头到测试端。牺牲阳极块填充料包及地网填充料用水浸泡12小时后再回填土并逐层夯实。
本发明的有益效果在于显著的延长接地网寿命，可达2倍以上，在盐碱地带，接地网可使用35年以上，在一般土壤环境下，可使用50年以上；并可以大大降低接地网电阻，使其降至0.3欧以下；而且所增加的投资少，效益高，可以节约大量的资金，产生巨大的经济和社会效益。
具体实施方式
实施例1
崇信县黄花35kv变电所，该变电所地网保护面积740m2，土壤电阻率13.58欧·米，牺牲阳极选用锌合金，每支牺牲阳极块重15公斤，共用牺牲阳极块51支，参比电极1支，接地网材料镀锌，在其表面涂刷用石墨粉、锌粉、清漆按0.5∶1∶3比例调制并加入适量稀释剂的导电膏，其涂刷厚度为1毫米，接地网四周应用填充料回填，填充料为膨润土、石膏粉、无水硫酸钠按50∶45∶5的比例调制而成，填充料厚度为30公分。牺牲阳极块放在填充料包中央，牺牲阳极块四周填充料厚度为15公分，填充料由膨润土、石膏粉、无水硫酸钠，按50∶45∶5的比例制成，在实施过程中必须将以上三种原材料搅拌均匀装在特制的麻袋中，须将麻袋口封好，制成填充料包。将装有牺牲阳极块的填充料包放在地网下方，上端与地网持平，所有牺牲阳极块均匀分布，与地网可靠连接。牺牲阳极块的填充料及地网填充料用水浸泡12小时后回填土并逐层夯实。所有牺牲阳极块用10mm2铜塑线连起来，并用铜焊焊接牢固，用聚氯乙烯胶带将焊节处缠包，用环氧树脂浇灌密封，最后引出两根线的端头到测试端，实测地网接地电阻为0.18欧。
实施例2
静宁县威戎35kv变电所，该变电所地网保护面积730m2，土壤电阻率13.35欧·米，牺牲阳极选用锌合金，每支牺牲阳极块重15公斤，共用牺牲阳极块50支，参比电极1支，接地网材料镀锌，在其表面涂刷用石墨粉、锌粉、清漆按0.5∶1∶3比例调制并加入适量稀释剂的导电膏，其涂刷厚度为1毫米，接地网四周应用填充料回填，填充料为膨润土、石膏粉、无水硫酸钠按50∶45∶5的比例调制而成，填充料厚度为30公分。牺牲阳极块放在填充料包中央，牺牲阳极块四周填充料厚度为15公分，填充料由膨润土、石膏粉、无水硫酸钠，按50∶45∶5的比例制成，在实施过程中必须将以上三种原材料搅拌均匀装在特制的麻袋中，须将麻袋口封好，制成填充料包。将装有牺牲阳极块的填充料包放在地网下方，上端与地网持平，所有牺牲阳极块均匀分布，与地网可靠连接。牺牲阳极块的填充料及地网填充料用水浸泡12小时后回填土并逐层夯实。所有牺牲阳极块用10mm2铜塑线连起来，并用铜焊焊接牢固，用聚氯乙烯胶带将焊节处缠包，用环氧树脂浇灌密封，最后引出两根线的端头到测试端，实测地网接地电阻为0.174欧。
实例3
庄浪县朱店35kv变电所，该变电所地网保护面积751m2，土壤电阻率13.36欧·米，牺牲阳极选用锌合金，每支牺牲阳极块重15公斤，共用牺牲阳极块51支，参比电极1支，接地网材料镀锌，在其表面涂刷用石墨粉、锌粉、清漆按0.5∶1∶3比例调制并加入适量稀释剂的导电膏，其涂刷厚度为1毫米，接地网四周应用填充料回填，填充料为膨润土、石膏粉、无水硫酸钠按50∶45∶5的比例调制而成，填充料厚度为30公分。牺牲阳极块放在填充料包中央，牺牲阳极块四周填充料厚度不得为15公分，填充料由膨润土、石膏粉、无水硫酸钠，按50∶45∶5的比例制成，在实施过程中必须将以上三种原材料搅拌均匀装在特制的麻袋中，须将麻袋口封好，制成填充料包。将装有牺牲阳极块的填充料包放在地网下方，上端与地网持平，所有牺牲阳极块均匀分布，与地网可靠连接。牺牲阳极块的填充料及地网填充料用水浸泡12小时后回填土并逐层夯实。所有牺牲阳极块用10mm2铜塑线连起来，并用铜焊焊接牢固，用聚氯乙烯胶带将焊节处缠包，用环氧树脂浇灌密封，最后引出两根线的端头到测试端，实测地网接地电阻为0.182欧。

Claims (6)

1.一种电力设施接地网保护方法及装置，其特征在于接地网材料表面采用镀锌处理，并在其镀锌表面采用涂刷导电膏处理，导电膏由锌粉、石墨粉、清漆按0.5∶1∶3比例调制并加入适量稀释剂，其涂刷厚度为1毫米，接地网四周应用填充料回填，填充料为膨润土、石膏粉、无水硫酸钠按50∶45∶5的比例调制而成，填充料厚度不得小于30公分。
2.如权利要求1所述的一种电力设施接地网保护方法及装置，其特征在于：其按土壤的电阻率确定牺牲阳极的材料，在土壤电阻率大于15欧·米的地区采用镁合金做接地体的牺牲阳极，在土壤电阻率小于或等于15欧·米的地区，采用锌合金做接地体的牺牲阳极。
3.如权利要求1、2所述的一种电力设施接地网保护方法及装置，其特征在于：所述的牺牲阳极块的单体重量和被保护的地网寿命成正比，牺牲阳极块单体重量必须在15公斤及以上；所需的牺牲阳极块的数量等于所需的总的保护电流与单支镁或锌牺牲阳极块的输出电流的商的两倍。
4.如权利要求1、2、3所述的一种电力设施接地网保护方法及装置，其特征在于：牺牲阳极块必须放在填料包中央，牺牲阳极块四周填包料厚度不得小于15公分。
5.如权利要求1、4所述的一种电力设施接地网保护方法及装置，其特征在于：牺牲阳极块填充料及地网填充料须用水浸泡12小时后再回填土。
6.如权利1、2、3所述的一种电力设施接地网保护方法及装置，其特征在于：在接地网中必须将所有牺牲阳极块用铜塑线连起来，其铜塑线截面不小于10mm2，并用铜焊焊接牢固，用聚氯乙烯胶带将焊节处缠包，用环氧树脂浇灌密封，最后引出两根线的端头到测试端。
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