CN110567869A - 一种腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：按网状纵横等间距放置参比电极，深插入土壤；步骤二：选择辅助电极安置点；步骤三：接通三电极系统，所述三电极包括参比电极、辅助电极、工作电极；步骤四：汇总电位数据并得出规律。本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法通过电化学腐蚀判断腐蚀状态可以用电化学特征参数来表征，电化学测量技术既可以测定金属的瞬时腐蚀速度；又可以定性的指示局部腐蚀倾向；还可以估算接地网运行寿命，为接地网的运行和维护提供理论依据，能够确定接地网的电位随着距离的变化规律，以确定接地网的腐蚀情况，还能够监控腐蚀的范围。

Description

一种腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法

技术领域

本发明涉及判断接地网局部腐蚀的方法的领域，尤其涉及一种腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法。

背景技术

接地网是供变电站、发电站使用的用于工作、保护接地，有均压、泄流作用的必要设施。通常接地网分布面积较大，延伸距离较远，因此确定接地网腐蚀的部位有些困难，且确定仪器所能测试到的范围也极为关键。接地网是为了防止接地短路电流危及人身及设备安全而埋设的电气设施，它对雷电、静电和故障电流起着泄流和均压的作用，是电力系统安全可靠运行、电气设备和人身安全的有力保障。但是由于接地装置长期在地下运行，运行环境恶劣，容易发生腐蚀。近年来，接地网暴露的问题越来越突出，据广东、山东、江苏、安徽等地调查，一般接地网10年腐烂，快的4年就已经腐烂。如广东省进行接地网开挖检查，发现运行20年以上的变电所接地网腐蚀严重；广西省对运行10年以上的35～220kV变电站接地网开挖后，发现均存在不同程度的腐蚀；湖北省发现运行5年的接地网已经存在腐蚀，而运行30年的接地网腐蚀非常严重。同时还有江西、江苏、安徽等省均进行过开挖检查，也发现了类似的腐蚀现象。

目前，国内在进行变电站接地网设计建设时，一般先查阅相关的腐蚀数据手册，根据设计使用寿命要求计算接地网材料的尺寸和数量。以上手册数据均来源于试样填埋的特定地区，由于不同区域具有不同的气候条件，而且土壤的理化性质一般也具有较大的差异性，故所查数据对各个特定的变电站并没有很好的指导作用。因此，根据不同区域土壤性质而进行的土壤腐蚀调查和腐蚀预测就显的很有必要。国内有研究者提出了一种预测金属材料土壤腐蚀的方法，该方法在需要预测地区选择试验点，进行埋片试验，同时检测各试验点的土壤化学成分，试验周期为一年至两年。试验结束后，将试验材料取回，通过失重法计算腐蚀速率，采用逐步回归分析的统计方法进行回归分析，建立回归方程进行腐蚀速率的预测。由于采用埋片试验，试验周期需一年至两年，试验周期较长。而回归分析的动机是企望求出一个函数代替数据集合，但它是假设数据集合的变量有因果关系，一般需要给定一个数学待定的基函数，根据数据集合中变量的因果关系，计算这个数学基函数待定的参数。这种事先假定数据服从某种分布的方法，对某些未知世界的解释是不合理的，因为这个假设可能是错误的。因此，参数分析法尚未能很好地解决接地网腐蚀速率预测问题。

虽然接地网在设计时采用了各种防护措施来降低腐蚀速率，但在实际使用过程中仍然会出现故障问题，所以必须对接地网的状况进行检测，分析接地网的变化趋势，并对腐蚀状况加以评估，及早发现问题并采取适当的防护措施。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明创造的目的在于提供一种腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法包括以下步骤：步骤一：按网状纵横等间距放置参比电极，深插入土壤；步骤二：选择辅助电极安置点；步骤三：接通三电极系统，所述三电极包括参比电极、辅助电极、工作电极；步骤四：汇总电位数据并得出规律。所述参比电极为饱和硫酸铜电极，所述辅助电极为316L不锈钢电极，所述工作电极为接地网。

作为本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的改进，本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法将接地网连接至电化学工作站工作电极插口，316L不锈钢连接至辅助电极插口，饱和甘汞电极依次连接至参比电极插口。

作为本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的改进，本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的所述参比电极垂直于接地网表面。

作为本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的改进，本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的所述参比电极和所述辅助电极深插至所述接地网附近。

与现有技术相比较，本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法具有以下有益效果：通过电化学腐蚀判断腐蚀状态可以用电化学特征参数来表征，电化学测量技术既可以测定金属的瞬时腐蚀速度；又可以定性的指示局部腐蚀倾向；还可以估算接地网运行寿命，为接地网的运行和维护提供理论依据，能够确定接地网的电位随着距离的变化规律，以确定接地网的腐蚀情况，还能够监控腐蚀的范围。

附图说明

图1为本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法优选实施例的流程步骤示意图。

图2为本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的优选实施例的所述316L不锈钢辅助电极的示意图。

图3为本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的优选实施例的所述饱和硫酸铜参比电极的示意图。

图4为本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法优选实施例的所述三电极的连接示意图。

图5为本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法优选实施例的接地网电位分布表。

图6为本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法优选实施例的接地网电位分布立体图。

具体实施方式

本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法适用于接地网腐蚀测定。

参考图1、图2、图3、图4、图5和图6，详细描述本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的优选实施例。

参考图1，在本实施例中，本发明的腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法包括以下步骤：

步骤一：按网状纵横等间距放置参比电极，深插入土壤；

步骤二：选择辅助电极安置点；

步骤三：接通三电极系统，所述三电极包括参比电极、辅助电极、工作电极；

步骤四：汇总电位数据并得出规律。

所述参比电极为饱和硫酸铜电极，所述辅助电极为316L不锈钢电极，所述工作电极为接地网。

参考图4，在本实施例中，本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的将接地网连接至电化学工作站工作电极插口，316L不锈钢连接至辅助电极插口，饱和甘汞电极依次连接至参比电极插口。

在本实施例中，本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法的所述参比电极垂直于接地网表面。

在本实施例中，本发明腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法，为了减少土壤介质对测试精度的影响，所述参比电极和所述辅助电极深插至所述接地网附近，减少杂散电流的影响。

在本实施例中，自腐蚀电位测试原理如下所示：

电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生原电池反应，腐蚀的过程中存在电子的转移，存在腐蚀电流以钢的腐蚀为例，电化学腐蚀包括阴极反应和阳极反应。钢的电化学腐蚀原理的阳极反应是铁的阳极溶解：

Fe→Fe2++2e- (1)

阴极反应在不同的介质中也会不同，一般是氧去极化反应

O2+2H2O+4e-→4OH- (2)

或氢去极化反应

2H++2e-→H2 (3)

腐蚀电位是在没有外加电流时金属达到一个稳定腐蚀状态时测得的电位，它是被自腐蚀电流所极化的阳极反应和阴极反应的混合电位，此时金属上发生的共轭反应是金属的溶解及去极化剂的还原。即金属在介质中未通过电流时所产生的电位，称为腐蚀电位，也称自然电位或自腐电位或自然腐蚀电位或自腐蚀电位。金属结构物的性质和土质都可直接影响到腐蚀电位，但这种影响不大,当测得腐蚀电位有变化且电位增大时，应考虑土层中有杂散电流存在的。

在本实施例中，接地网的自腐蚀电位为-782mV，表1为接地网与中间牺牲阳极连接后，矩形范围内不同坐标出的的电位分布。参考图5和图6，测试结果显示，对于接地网来说，距离辅助电极越近处的试样处分布的电流越大，随着距离的增大，分布的电流越来越小。距离增大到一定程度时，电位分布相差不大，且接地网出现明显的缺陷的话，电位分布会出现较大的减小。当接地网面积扩展到更大范围时，电流更加的分散，此时就可以确定本测试方法可以监控的最大面积。实验结果显示在距离辅助电极横向20cm，纵向40cm附近电位发生了明显减小，接地网出现了较大程度的腐蚀。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：通过电化学腐蚀判断腐蚀状态可以用电化学特征参数来表征，电化学测量技术既可以测定金属的瞬时腐蚀速度；又可以定性的指示局部腐蚀倾向；还可以估算接地网运行寿命，为接地网的运行和维护提供理论依据，能够确定接地网的电位随着距离的变化规律，以确定接地网的腐蚀情况，还能够监控腐蚀的范围。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：按网状纵横等间距放置参比电极，深插入土壤；

步骤二：选择辅助电极安置点；

步骤三：接通三电极系统，所述三电极包括参比电极、辅助电极、工作电极；

步骤四：汇总电位数据并得出规律。

所述参比电极为饱和硫酸铜电极，所述辅助电极为316L不锈钢电极，所述工作电极为接地网。

2.根据权利要求1所述腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法，其特征在于：将接地网连接至电化学工作站工作电极插口，316L不锈钢连接至辅助电极插口，饱和甘汞电极依次连接至参比电极插口。

3.根据权利要求2所述腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法，其特征在于：所述参比电极垂直于接地网表面。

4.根据权利要求3所述腐蚀电位分布判断接地网局部腐蚀的方法，其特征在于：所述参比电极和所述辅助电极深插至所述接地网附近。