CN104634721B - 利用一种用于接地网加速腐蚀试验装置的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用一种用于接地网加速腐蚀试验装置的试验方法。其中所用装置包括试验金属电极、试验容器、容器盖板、接地线、滑动变阻器、开关、可调变压器和试验电源。采用多种不同的金属电极和不同的土壤腐蚀因素，同时模拟不同的环境下电流对接地体在土壤环境中的影响。流过金属电极中的电流大小可直观调节，可以研究不同的电流值对接地体的影响。系统操作简单、易于实现、具有极高的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用一种用于接地网加速腐蚀试验装置的试验方法。
背景技术
接地网是一种为电气设备提供理论上零电位的设备，在电气设备发生短路时，或者设备外壳有感应电压时，或者设备遭受雷击时等能够可靠地将电流导入大地，从而保证人身和设备的安全。如果地网发生腐蚀，甚至因腐蚀而断裂，将严重影响电气设备的安全可靠运行。
当设备正常工作时，导体上的电流将产生磁场，根据麦克斯韦定律，接地体上会感应一定的电流，实测也证明了这一点。而对于气体绝缘封闭式组合电器来说，外壳会感应出环流，一部分环流会经过接地引下线而流入接地网。实测表明，对于220kV GIS变电站，接地引下线上最大电流可超过30A。而另一方面，接地网的工作环境特殊，因为接地网所接触的土壤具有一定的腐蚀性，加之接地体上电流的作用，接地体会表现出不同的腐蚀特性。
目前对接地网腐蚀的研究主要是基于土壤的腐蚀，没有考虑接地体上电流对其的影响。而入地电流的大小对接地体的腐蚀到底能产生什么样的影响，还没有一个有效的结论。仅仅通过计算是不全面的，而且也无法得到令人信服的证据。
通过开挖检查发现，接地网各处的腐蚀程度并不一样，离设备近处，腐蚀严重，离设备较远处，腐蚀较轻，甚至没有发生腐蚀。因此，假设土壤的特性处处相等，那么入地电流的大小对接地网的腐蚀意义重大。
发明内容
为了解决上述技术问题，探索入地电流对金属接地极的腐蚀机理，发明了一套利用一种用于接地网加速腐蚀试验装置的试验方法。该装置结构合理，原理易懂，实现容易，适合试验室对接地体腐蚀机理的研究。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
利用一种用于接地网加速腐蚀试验装置的试验方法，其特征是：
（1）选取不同的土样，分别装于试验容器中的小容器内，同时，把金属电极埋在土壤中；
（2）将容器盖板孔穿过金属电极，并用螺母固定金属电极于盖板上；
（3）根据试验要求，将电流源电路连接好，把滑动电阻器调到最大档，可调变压器档位为0；合上开关逐渐调节滑动变阻器，观察电流表的指示，将电流调到合适大小，即可实现腐蚀试验；
该方法中所述的一种用于接地网加速腐蚀试验装置，包括试验金属电极、试验容器、容器盖板、接地线、开关；还包括有滑动变阻器和电流表、可调变压器和试验电源；试验电源、可调变压器、电流表、开关与滑动变阻器依次串联形成可调试验电流源装置，并通过导线与金属电极连接；试验容器顶部盖有容器盖板，底部连接接地线，金属电极通过容器盖板上的通孔伸入试验容器内部形成测试空间，内装土壤样本；
所述的试验容器分隔为多个独立的小容器，容器盖板上每个小容器对应位置均设置有插入金属电极的通孔，每个独立小容器底部分别设置有接地线；所述的试验电源与可调变压器连接后分别连接多组电流表、开关与滑动变阻器组成多个独立的可调试验电流源，并分别连接对应的金属电极；
所述每个小容器底部设计为钢板制成，每块钢板之间相互绝缘，试验容器的其余部分为透明硬质绝缘材料制成；容器盖板同样为透明硬质绝缘材料制成；
所述金属电极材料为与实际被测接地体材质相同的金属材料，金属电极表面有螺纹，通过金属电极上安装的螺母固定在容器盖板上；金属电极首端焊接有与金属电极同材质的金属片，其厚度与实际被测接地体相同，作为模拟电流通过金属片后向土壤中扩散；
优点及有益效果：（1）本装置一次性可以实现多种土壤腐蚀因素，采用多种不同的金属电极和不同的土壤腐蚀因素，同时模拟不同的环境下电流对接地体在土壤环境中的影响，通过其与电流的相互作用，研究它们对金属电极的腐蚀；（2）流过金属电极中的电流大小可直观调节，可以研究不同的电流值对接地体的影响；（3）该试验方法容易实现，通过研究所得到的结论用来指导接地网防腐蚀差异化设计，本系统操作简单、易于实现、具有极高的推广应用价值。。
附图说明
图1为本发明试验装置的总体结构图；
图2为本发明金属电极结构示意图；
图3为本发明盖板结构示意图；
图中：1、金属电极，2、试验容器，3、容器盖板，4、接地线，5、滑动变阻器，6、开关，7、可调变压器，8、试验电源，9、电流表，10、电压表，11、螺母，12、金属片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
本试验装置主要由试验金属电极1、试验容器2、容器盖板3、接地线4、滑动变阻器5、开关6、可调变压器7和试验电源8组成。
金属电极1是与实际接地体材质相同的金属电极，材料可以是镀锌钢、铜包钢、纯铜、钢等。金属电极的横截面为直径18mm，表面有螺纹，直径为18mm的螺母11可以与金属电极配合；金属电极插入土壤中的部分，首端焊接有与金属电极同材质的金属片12，其厚度与接地体相同，用来模拟电流通过金属片12后向土壤中扩散。
试验容器2设计为特殊结构的容器，整体一个大容器按照试验要求可以分隔为几个小容器，每个小容器的底部设计为钢板，每个钢板之间相互绝缘，各自通过接地引下线接地，容器的其余部分为透明硬质绝缘材料。容器的盖板3同样为透明硬质绝缘材料，便于观察试验情况。
接地线4可以是软接地线。每个小容器设置独自的接地线目的是使试验的精确性，彼此之间减少影响。
滑动变阻器5、开关6、可调变压器7和试验电源8实际上可以等效成一个电流源，本试验装置就是研究电流对金属电极的影响，因此，滑动变阻器5、可调变压器7和试验电源8及电压表10等构成了一个电流源。通过调节滑动变阻器5和可调变压器7，观察电流表9电流值的指示，得到相应的试验电流值。
试验时，取不同的土样，土样的腐蚀因素可以根据试验的目的进行选取，如取三种土样，第一种的主要影响因素为pH值，第二种的主要影响因素为Cl-，第三种的主要影响因素为水等。然后将金属电极通过盖板插入到土样中，利用固定螺栓固定住，再将电极与电流源相连接，即可进行电流对接地体腐蚀影响的研究。
试验系统的具体结构连接关系及操作方法如下：
（1）选取不同的土样，分别装于试验容器2中的小容器内，同时，把金属电极按照图1的方式埋在土壤中；
（2）将盖板孔穿过金属电极，并用螺母11固定金属电极于盖板上；
（3）根据试验要求，按照图1的连接方式将电路连接好，把滑动电阻器5调到最大档，可调变压器7档位为0。合上开关6逐渐调节滑动变阻器，观察电流表9的指示，将电流调到合适大小，即可实现腐蚀试验。
本发明结构简洁合理，现场易于操作，效果明显，利于推广应用。
Claims (1)
1.利用一种用于接地网加速腐蚀试验装置的试验方法，其特征是：
（1）选取不同的土样，分别装于试验容器（2）中的小容器内，同时，把金属电极埋在土壤中；
（2）将容器盖板孔穿过金属电极，并用螺母（11）固定金属电极于盖板上；
（3）根据试验要求，将电流源电路连接好，把滑动电阻器（5）调到最大档，可调变压器（7）档位为0;合上开关（6）逐渐调节滑动变阻器，观察电流表（9）的指示，将电流调到合适大小，即可实现腐蚀试验；
该方法中所述的一种用于接地网加速腐蚀试验装置，包括试验金属电极、试验容器、容器盖板、接地线、开关；还包括有滑动变阻器和电流表、可调变压器和试验电源；试验电源、可调变压器、电流表、开关与滑动变阻器依次串联形成可调试验电流源装置，并通过导线与金属电极连接；试验容器顶部盖有容器盖板，底部连接接地线，金属电极通过容器盖板上的通孔伸入试验容器内部形成测试空间，内装土壤样本；
所述的试验容器分隔为多个独立的小容器，容器盖板上每个小容器对应位置均设置有插入金属电极的通孔，每个独立小容器底部分别设置有接地线；所述的试验电源与可调变压器连接后分别连接多组电流表、开关与滑动变阻器组成多个独立的可调试验电流源，并分别连接对应的金属电极；
所述每个小容器底部设计为钢板制成，每块钢板之间相互绝缘，试验容器的其余部分为透明硬质绝缘材料制成；容器盖板同样为透明硬质绝缘材料制成；
所述金属电极材料为与实际被测接地体材质相同的金属材料，金属电极表面有螺纹，通过金属电极上安装的螺母固定在容器盖板上；金属电极首端焊接有与金属电极同材质的金属片，其厚度与实际被测接地体相同，作为模拟电流通过金属片后向土壤中扩散。
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