CN117535669A - 一种接地网定点精准阴极保护防腐方法 - Google Patents

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CN117535669A CN202311517724.9A CN202311517724A CN117535669A CN 117535669 A CN117535669 A CN 117535669A CN 202311517724 A CN202311517724 A CN 202311517724A CN 117535669 A CN117535669 A CN 117535669A
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李伟
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Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Jiangxi Electric Power Co Ltd
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Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Jiangxi Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Abstract

本发明公开了一种接地网定点精准阴极保护防腐方法。本发明采用的方法为:获取变电站接地网腐蚀分布图:对变电站进行测试区域划分,选择接地引下线并标识,在接地网图纸上记录所选接地引下线,接地引下线处理及接线,启动变电站接地网腐蚀诊断装置进行测量,保存测量数据,待所有区域测试完毕之后进行腐蚀诊断计算,计算结果为该变电站的接地网腐蚀分布图;根据变电站接地网腐蚀分布图,布设牺牲阳极,牺牲阳极对腐蚀中度及重度区域的接地网形成阴极保护。本发明可以针对性的定点精准在变电站接地网腐蚀中度及重度区域使用阴极保护方法,减少防腐投入,降低接地系统接地电阻,从而有效加强变电站接地网防腐薄弱区域的保护。

Description

一种接地网定点精准阴极保护防腐方法
技术领域
本发明涉及接地网腐蚀与防护技术领域,具体地说是一种接地网定点精准阴极保护防腐方法。
背景技术
变电站接地网起泄放故障电流、稳定电压、提供零电位等作用,是变电站用于工作接地、防雷接地、保护接地,确保人身、设备和系统安全不可缺少的重要设备。构成接地网的均压导体常因土壤腐蚀等原因,存在电气连接不良的故障点。若遇电力系统发生接地短路故障或雷击等大电流冲击,将造成地网本身局部电位差和地网电位异常升高,除给运行人员的人身安全带来威胁外,还可能因反击或电缆皮环流使得二次设备的绝缘遭到破坏,高压窜入控制室,使监测或控制设备发生误动或拒动而扩大事故,带来巨大的经济损失。由于接地网的埋地性质,导致其腐蚀不易被察觉,往往严重腐蚀或者电气设备泄流出现故障时才会被发现。
目前的接地网防腐方法主要是采用镀锌的方法,在长期运行过程中或者因为土壤的不均一性质,镀锌层会受损而失去防腐作用。也有采用全站接地网阴极保护的方式对接地网进行加强保护,但因全站阴极保护费用较高且工作量大,并没有被广泛采纳。
发明内容
为有效加强接地网防腐薄弱区域的保护,保障接地网服役期间电力设备的安全性,本发明提供一种接地网定点精准阴极保护防腐方法,其根据接地网腐蚀分布图在中度及重度腐蚀区域布设牺牲阳极,通过牺牲阳极对该区域的接地网形成定点精准阴极保护。
本发明采用如下的技术方案:一种接地网定点精准阴极保护防腐方法,其包括:
1)获取变电站接地网腐蚀分布图:对变电站进行测试区域划分,选择接地引下线并标识,在接地网图纸上记录所选接地引下线,接地引下线处理及接线,启动变电站接地网腐蚀诊断装置进行测量,保存测量数据,待所有区域测试完毕之后进行腐蚀诊断计算,计算结果为该变电站的接地网腐蚀分布图;
2)根据变电站接地网腐蚀分布图,确定变电站接地网腐蚀中度及重度区域,在腐蚀中度及重度区域根据接地网走向间隔开挖露出接地网本体,布设牺牲阳极,牺牲阳极对腐蚀中度及重度区域的接地网形成阴极保护。
本发明可以针对性的定点精准在接地网腐蚀严重区域(即腐蚀中度及重度区域)使用阴极保护方法,减少防腐投入。
进一步地,通过变电站接地网腐蚀诊断方法获取接地网腐蚀分布图,所述的变电站接地网腐蚀诊断方法为基于电网络理论建立故障诊断方程的参数识别法。
进一步地,所述的变电站接地网腐蚀诊断方法依据电网络理论,采用16电极轮换测试技术,利用接地引下线向接地网注入电流并检测响应,测取“电流-电压”数据矩阵;利用正则化方法快速求解“电流-电压”数据矩阵,得到各支路导体阻抗值;将获得的支路导体阻抗值与设计值比较,以其变化量判断导体腐蚀和断裂情况。
进一步地,所述的接地网等效为纯电阻网络,根据接地网施工图纸准确计算出接地网各段导体的电阻标称值;求取实际接地网导体中各支路的电阻值,根据实际支路电阻值与设计时各支路电阻标称值的变化情况判断导体腐蚀和断裂情况。
进一步地,变电站中变压器、断路器和避雷器需要接地而从接地网中引出一些下引线,称之为接地网可及节点,选择一个可及节点作为参考点,通过向某两个可及节点注入激励电流源,就可测得其他任意点与参考点间的电压。
进一步地,假设接地网是一个有N个节点和B条支路的接地网,则由电网络理论列方程有:
YnUn=In (1)
Yn=AYbAT (2)
Ub=ATUn (3)
Ib=YbUb (4)
式中,A为网络的关联矩阵;Yb为支路导纳矩阵;Yn为节点导纳矩阵;Ub为支路电压向量;Un为节点电压向量;In为节点电流向量;Ib为支路电流向量;RB为第B条支路的电阻值;
节点电压的测量值为Un0,需要找到一组R使得f(R)最小,从而求得符合测量值的支路电阻;
通过求解(6)式得出各支路电阻的最优解,然后与各支路的电阻标称值对比,就可对各支路导体的腐蚀和断裂情况进行判断。
进一步地,接地网支路电阻增大倍数为0~1时属于轻度腐蚀,接地网支路增大倍数为1~9属于中度腐蚀,接地网支路增大倍数大于9属于重度腐蚀。
进一步地,所述的腐蚀诊断计算需要对接地网拓扑建模,录入接地网接地引下线位置及相关参数后进行腐蚀诊断计算。
进一步地,所述牺牲阳极的类型需要根据变电站的土壤电阻率大小确定,当土壤电阻率高于或等于15Ωm时采用镁合金牺牲阳极,土壤电阻率低于15Ωm时采用锌合金牺牲阳极。
进一步地,所述的牺牲阳极布设方法为:与接地网平行,牺牲阳极距接地网1至1.5米,腐蚀中度区域牺牲阳极与牺牲阳极之间10至15米,腐蚀重度区域牺牲阳极与牺牲阳极之间6至10米。
进一步地,施工时将牺牲阳极放入填包料中,将牺牲阳极直接与土壤接触改为通过填包料再与土壤接触,使填包料的化学成分活化牺牲阳极避免发生钝化,也进一步降低接地电阻,从而有效加强接地网防腐薄弱区域的保护。
本发明具有以下有益效果:本发明可以针对性的定点精准在接地网腐蚀中度及重度区域使用阴极保护方法,减少防腐投入;另外,牺牲阳极除了保护接地网防腐蚀外,还具有接地功能,施工时将牺牲阳极放入填包料中,把牺牲阳极直接与土壤接触改为通过填包料再与土壤接触,填包料的化学成分活化牺牲阳极避免发生钝化,也进一步降低接地电阻,从而有效加强接地网防腐薄弱区域的保护,保障接地网服役期间电力设备运行的安全性。
附图说明
图1为本发明变电站接地网腐蚀诊断方法的流程图;
图2为本发明牺牲阳极布设方法的流程图;
图3为本发明接地网腐蚀诊断方法应用于接地图的示意图;
图4为本发明接地网腐蚀中度/重度区域布设牺牲阳极示意图;
图中,1为接地网支路腐蚀轻微区域,2为接地网支路腐蚀中度区域,3为接地网支路腐蚀重度区域,4为牺牲阳极。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
(1)如图1所示,采用变电站接地网腐蚀诊断方法取得接地网腐蚀分布图,用于获悉变电站接地网整体腐蚀现状。首先对变电站进行测试区域划分,选择接地引下线并标识,在接地网图纸上记录所选接地引下线,接地引下线处理及接线,启动变电站接地网腐蚀诊断装置进行测量,保存测量数据,待所有区域测试完毕之后进行腐蚀诊断计算,计算结果为该变电站的接地网腐蚀分布图。
(2)如图2所示,根据变电站接地网腐蚀分布图,确定变电站接地网腐蚀中度及重度区域,在腐蚀中度及重度区域根据接地网走向间隔开挖露出接地网本体,布设牺牲阳极,牺牲阳极对腐蚀中度及重度区域的接地网形成阴极保护,具体的牺牲阳极布设见图4。
所述的变电站接地网腐蚀诊断方法为:基于电网络理论建立故障诊断方程的参数识别法,该方法依据电网络(电阻抗)理论,采用16电极轮换测试技术,利用接地引下线向接地网注入电流并检测响应,测取“电流-电压”数据矩阵;利用正则化方法快速求解数据矩阵,求解导体各支路阻抗值。将获得的支路电阻值与设计值比较,以其变化量判断导体腐蚀和断裂情况,实现在免开挖、无损状态下接地网腐蚀成像诊断,直观、准确掌握整个接地网受腐蚀程度和当前性能状态。
接地网一般采用金属良导体材料,其电导率大、电阻值很小,忽略土壤、湿度、温度等外界环境的影响,其分别电感和分布电容也可以被忽略,那么接地网就可以等效为纯电阻网络。根据接地网施工图纸可以准确计算出接地网各段导体的电阻标称值(因为导体的长度、电阻率、横截面积已知);求出实际接地网导体中各支路的电阻值,就可以根据实际支路电阻值与设计时各支路电阻值的变化情况来判断导体腐蚀和断裂情况。
变电站接地网腐蚀诊断方法应用时,变电站中诸如变压器、断路器、避雷器等电力设备需要接地而从接地网中引出一些下引线,称之为接地网可及节点,选择一个节点作为参考点,通过向某两个可及节点注入激励电流源,就可以测得其他任意点与参考点间的电压。假设图3所示接地网是一个有N个节点和B条支路的接地网,则由电网络理论列方程有:
YnUn=In (1)
Yn=AYbAT (2)
Ub=ATUn (3)
Ib=YbUb (4)
式中A为网络的关联矩阵;Yb为支路导纳矩阵;Yn为节点导纳矩阵;Ub为支路电压向量;Un为节点电压向量;In为节点电流向量;Ib为支路电流向量;RB为支路电阻值。
Un0为节点电压的测量值,需要找到一组R使得f(R)最小,从而可以求得符合测量值的支路电阻。
通过求解(6)式就可得出各支路电阻的最优解,然后与各支路的电阻标称值对比,就可以对各支路导体的腐蚀和断裂情况进行判断。接地网支路电阻增大倍数为0~1时为轻度腐蚀,接地网支路增大倍数为1~9为中度腐蚀,接地网支路增大倍数大于9为重度腐蚀。
所述的腐蚀诊断计算需要对接地网拓扑建模,录入接地网接地引下线位置及相关参数后进行腐蚀诊断计算。
所述的牺牲阳极的类型需要根据变电站的土壤电阻率大小确定,当土壤电阻率高于或等于15Ωm时采用镁合金牺牲阳极,土壤电阻率低于15Ωm时采用锌合金牺牲阳极。
所述的牺牲阳极布设方法为:与接地网平行,阳极距接地网1至1.5米,腐蚀中度区域阳极与阳极之间10至15米,腐蚀重度区域阳极与阳极之间6至10米。
此外,牺牲阳极除了保护接地网防腐蚀外,还具有接地功能,施工时将牺牲阳极放入填包料中,把牺牲阳极直接与土壤接触改为通过填包料再与土壤接触,填包料的化学成分活化牺牲阳极避免发生钝化,也进一步降低接地电阻,从而有效加强接地网防腐薄弱区域的保护,保障接地网服役期间电力设备运行的安全性。
上述实施方式已经对本发明的一些细节进行了描述,但是不能理解为对本发明的限制,本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对其进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,包括:
1)获取变电站接地网腐蚀分布图:对变电站进行测试区域划分,选择接地引下线并标识,在接地网图纸上记录所选接地引下线,接地引下线处理及接线,启动变电站接地网腐蚀诊断装置进行测量,保存测量数据,待所有区域测试完毕之后进行腐蚀诊断计算,计算结果为该变电站的接地网腐蚀分布图;
2)根据变电站接地网腐蚀分布图,确定变电站接地网腐蚀中度及重度区域,在腐蚀中度及重度区域根据接地网走向间隔开挖露出接地网本体,布设牺牲阳极,牺牲阳极对腐蚀中度及重度区域的接地网形成阴极保护。
2.根据权利要求1所述的接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,通过变电站接地网腐蚀诊断方法获取接地网腐蚀分布图,所述的变电站接地网腐蚀诊断方法为基于电网络理论建立故障诊断方程的参数识别法。
3.根据权利要求2所述的接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,所述的变电站接地网腐蚀诊断方法依据电网络理论,采用16电极轮换测试技术,利用接地引下线向接地网注入电流并检测响应,测取“电流-电压”数据矩阵;利用正则化方法快速求解“电流-电压”数据矩阵,得到接地网导体中各支路阻抗值;将获得的支路阻抗值与设计值比较,以其变化量判断导体腐蚀和断裂情况。
4.根据权利要求3所述的接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,所述的接地网等效为纯电阻网络,根据接地网施工图纸准确计算出接地网各段导体的电阻标称值;求取实际接地网导体中各支路的电阻值,根据实际支路电阻值与设计时各支路电阻标称值的变化情况判断导体腐蚀和断裂情况。
5.根据权利要求3所述的接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,变电站中变压器、断路器和避雷器需要接地而从接地网中引出一些下引线,称之为接地网可及节点,选择一个可及节点作为参考点,通过向某两个可及节点注入激励电流源,就可测得其他任意点与参考点间的电压;假设接地网是一个有N个节点和B条支路的接地网,则由电网络理论列方程有:
YnUn=In (1)
Yn=AYbAT (2)
Ub=ATUn (3)
Ib=YbUb (4)
式中,A为网络的关联矩阵;Yb为支路导纳矩阵;Yn为节点导纳矩阵;Ub为支路电压向量;Un为节点电压向量;In为节点电流向量;Ib为支路电流向量;RB为第B条支路的电阻值;
节点电压的测量值为Un0,需要找到一组R使得f(R)最小,从而求得符合测量值的支路电阻;
通过求解(6)式得出各支路电阻的最优解,然后与各支路的电阻标称值对比,就可对各支路导体的腐蚀和断裂情况进行判断。
6.根据权利要求5所述的接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,接地网支路电阻增大倍数为0~1时属于轻度腐蚀,接地网支路增大倍数为1~9属于中度腐蚀,接地网支路增大倍数大于9属于重度腐蚀。
7.根据权利要求1所述的接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,所述的腐蚀诊断计算需要对接地网拓扑建模,录入接地网接地引下线位置及相关参数后进行腐蚀诊断计算。
8.根据权利要求1所述的接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,所述牺牲阳极的类型需要根据变电站的土壤电阻率大小确定,当土壤电阻率高于或等于15Ωm时采用镁合金牺牲阳极,土壤电阻率低于15Ωm时采用锌合金牺牲阳极。
9.根据权利要求1所述的接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,所述的牺牲阳极布设方法为:与接地网平行,牺牲阳极距接地网1至1.5米,腐蚀中度区域牺牲阳极与牺牲阳极之间10至15米,腐蚀重度区域牺牲阳极与牺牲阳极之间6至10米。
10.根据权利要求1所述的接地网定点精准阴极保护防腐方法,其特征在于,施工时将牺牲阳极放入填包料中,将牺牲阳极直接与土壤接触改为通过填包料再与土壤接触,使填包料的化学成分活化牺牲阳极避免发生钝化,也进一步降低接地电阻,从而有效加强接地网防腐薄弱区域的保护。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117821984A (zh) * 2024-03-04 2024-04-05 成都秦川物联网科技股份有限公司 一种智慧燃气管道阴极保护智能检测方法和物联网系统
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