[发明专利]直流接地极对变电站接地网电腐蚀的模拟装置及试验方法

说明书

直流接地极对变电站接地网电腐蚀的模拟装置及试验方法，属于直流接地极对埋地金属构件的电腐蚀试验领域，模拟装置包括：直流电源、安培表、扁钢试样，阴极铁盒中放置土壤和扁钢试样，扁钢试样位于阴极铁盒的正中央且不接触阴极铁盒内壁；直流电源正极连接安培表，安培表连接开关阵列，开关阵列连接电阻排，电阻排连接阴极铁盒，阴极铁盒连接直流电源负极。本发明能较方便的对变电站接地网试样进行加速腐蚀，一个试验周期能同时得到6个不同时间的腐蚀试样。本发明给出了加速电腐蚀的试验方法，该试验方法能缩短时间周期，提高试验效率，科学有效的得到腐蚀的形貌和腐蚀速率等参数。

技术领域

本发明涉及直流接地极对埋地金属构件的电腐蚀试验，尤其是直流接地极对变电站接地网的加速腐蚀试验。

背景技术

特高压直流输电工程作为特高压电网建设进程的重要一环，对于保障我国能源安全、促进经济增长等方面发挥出日益重要的作用。由于建设用地的紧张，特高压直流输电工程的直流接地极常常与附近变电站、风电场和管道等相距较近，因此直流接地极的存在，将给附近埋地金属设施特别是变电站接地网的安全运行带来巨大隐患。目前，人们常用模拟计算地电位升或电流密度的方法来评价直流接地极对埋地金属设施的电磁影响，计算结果缺乏实际的实验数据做支撑，故电磁影响评价结果往往不能令人信服。

发明内容

本发明给出了一种直流接地极对变电站接地网电腐蚀的模拟装置，并给出了加速腐蚀的试验方法。

直流接地极对变电站接地网电腐蚀的模拟装置，包括：直流电源、安培表、开关阵列、电阻排、扁钢试样、土壤和阴极铁盒。阴极铁盒中放置土壤和扁钢试样，扁钢试样位于阴极铁盒的正中央且不接触阴极铁盒内壁。

直流电源正极连接安培表，安培表连接开关阵列，开关阵列连接电阻排，电阻排连接阴极铁盒，阴极铁盒连接直流电源负极。

为了测试变电站接地网在不同腐蚀阶段的腐蚀速率，开关阵列断开时间分别设置为5、10、15、20、25、30天。

加速腐蚀实验方法如下：

（1）土壤取样。土壤取自直流接地极附近，取样方法按照中国土壤腐蚀试验网站标准进行，取样深度为1m。土壤经自然干燥后过20目筛，然后经过105°C/6h烘干备用。紧接着用蒸馏水按照实际含水率配置成试验土壤。

（2）扁钢试样制备。试样尺寸为1000×40×4mm，试样用无水乙醇去除油污后放置24h，用电子天平称重，精确到小数点后四位。

（3）扁钢试样放置于阴极铁盒内，填充试验土壤，按图1方式连接好试验电路。

（4）6个扁钢试样电腐蚀时间分别为5、10、15、20、25、30天。

（5）取出扁钢试样，用棉签清除表面沙粒，用数码相机拍摄表面腐蚀产物去除前的照片。

（6）在酸洗缓蚀剂中常温浸泡15分钟，去除表面腐蚀产物，除锈后的试样均放置干燥皿烘干24小时，用数码相机拍摄除锈后试样的照片，用扫描电子显微镜观察表面形貌。

（7）用电子天平对除锈后试样进行称重，通过失重法计算接地网扁钢试样的腐蚀速率。

试样原重量-除锈后试样重量=试样失去的重量；

腐蚀速率=试样失去的重量÷天数×100%。

由于接地网扁钢在不同腐蚀时间具有不同的腐蚀速率，本发明通过控制开关阵列的开断时间，能方便的给接地网扁钢试样施加不同的电腐蚀时间。本发明还给出了采用数码相机和扫描电子显微镜观察腐蚀形貌、失重法测量腐蚀速率的实验流程。

本发明能较方便的对变电站接地网试样进行加速腐蚀，一个试验周期能同时得到6个不同时间的腐蚀试样。本发明给出了加速电腐蚀的试验方法，该试验方法能缩短时间周期，提高试验效率，科学有效的得到腐蚀的形貌和腐蚀速率等参数。