[发明专利]广东地区变电站接地网土壤腐蚀性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土壤腐蚀性评估方法，尤其涉及一种广东地区变电站接地网土壤腐蚀性评估方法。

背景技术

变电站接地网是由扁钢、圆钢、角钢等通过焊接等方法组成的网状接地装置，具有将电力系统与大地相连、提供故障电流及雷电流的泄放通道、稳定电位、提供零电位参考点等功能，是电力系统设备安全及人身安全的重要保障。金属土壤腐蚀主要属于电化学腐蚀，腐蚀原电池是其最基本的形式。接地网长期处于地下恶劣的运行环境中，土壤的腐蚀不可避免。我国受资源、技术经济问题的限制，主要采用钢材作为接地网材料，钢材使用数量巨大。各地变电站接地网腐蚀调查表明，接地网的腐蚀问题相当突出，且地区和环境差异极大。接地网的截面应满足泄放电力系统故障电流的要求，包括热稳定的要求和动稳定的要求。腐蚀可能造成接地网钢材截面的减小、接头的锈蚀锈断等，容易引起接地网电气连接不良，最严重到造成变电站电气设备的“失地”。随着电力系统的发展，接地短路电流不断增大，对接地网的安全可靠性提出了很高的要求，一旦发生因土壤腐蚀引起的接地网事故，相应的后果十分严重，类似的事故在各地屡见不鲜。

我国电力系统变电站设计时，较多关注的是接地电阻是否合格，接触电势和跨步电势是否满足要求等，运行维护规程一般要求5-10年对接地网开挖检查钢材接地体其腐蚀状况，主要根据钢材剩余重量和截面推算平均腐蚀率，定期开挖测量接地网钢材平均腐蚀率的评价方法可以用于运行变电站接地网材料腐蚀的评价，对于新建变电站因普遍缺乏埋地金属腐蚀数据而无法指导腐蚀防护设计。我国电力行业标准DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》要求接地装置的防腐蚀设计宜按当地的腐蚀数据进行设计，但没有提出具体的评价方法和腐蚀数据取值方法。我国电力行业标准DL/T 5394-2007《电力工程地下金属构筑物防腐技术导则》参考石油天然气行业标准，提出采用检测金属材料在土壤中的腐蚀电流密度和平均腐蚀速率判定腐蚀等级的方法，对于一般地区的土壤腐蚀性主要采用土壤电阻率作为评价标准，辅以氧化还原电位和pH值。金属材料在土壤中的腐蚀电流密度测量需要很长时间才能得到相对稳定的数据，目前也缺乏可靠的测量仪器。平均腐蚀速度通过现场埋片法测量周期太长不适合普遍应用。对于一般地区的土壤腐蚀性采用土壤电阻率进行判定应主要针对原始土壤，而变电站接地网基本是回填土，目前有很多例子表明土壤电阻率与土壤腐蚀性没有直接的对应关系。

申请人在广东地区对21个变电站接地网和土壤的大量样本数据分析表明，土壤电阻率、含水量、pH、容重、总孔隙度、含气率、电位梯度(杂散电流)、氧化还原电位、腐蚀电位、含盐量、电导率以及各种离子成分这些土壤腐蚀因素既能影响土壤金属腐蚀，它们之间也存在交互作用。在不考虑其他腐蚀性因素的情况下，各腐蚀性因素与地网腐蚀性之间不存在简单的函数关系，没有一个土壤因素可单独决定土壤的腐蚀性，仅仅一项指标无法对土壤腐蚀性进行预测。如果想仅仅通过一项指标对土壤腐蚀性进行判断，经常会出现误判现象，必须考虑多种因素的交互作用。

国外有研究者也提出过基于单因素或者多因素的一些的土壤腐蚀性分级标准，得到的分级标准并不统一，最著名的是根据与腐蚀有关的12项土壤性质与状况建立的德国Baeckman综合评分体系。申请人根据在广东地区对24个变电站接地网和土壤数据对德国Baeckman综合评分指标正确率进行检验表明，采用德国Baeckman综合评分法评价广东地区接地网土壤腐蚀性结果很不理想，该方法不适合广东地区土壤腐蚀性评估，同时该标准考虑因素过多，在实际应用中很难收集齐全，有的因素的测量也不便。

申请人的研究表明采用土壤腐蚀与单一土壤参数的不存在明显的函数关系或者分类范围，接地网的腐蚀是土壤多因素共同作用的结果，根据各地区土壤特点建立因地制宜的土壤腐蚀性评估方法是十分必要的，目前还没有适合广东地区变电站接地网土壤腐蚀性的评估方法。

发明内容

本发明的目的就在于克服目前各种土壤腐蚀评估技术存在的缺点，根据广东地区电力系统发展十分迅速而变电站腐蚀问题缺乏合适的评价方法的不足，提出一种简单、准确、方便现场实施的广东地区变电站接地网土壤腐蚀性评估方法。

具体地说，本发明包括下列步骤：

①取接地网所在埋深位置的土壤按照常规方法进行八种土壤参数测量；

②根据上述八种土壤参数测量结果，利用广东地区变电站接地网土壤腐蚀性八指标综合评分方法确定八指标综合评分；

③根据八指标综合评分结果确定土壤腐蚀性等级；

所述的八种土壤参数是：

土壤质地；

土壤pH值；