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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:3640
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

浅谈高压输电线路的防腐措施

2020-07-17 15:19:48 产业经济 王志鹏,李咏泽
资料简介

摘要:输电线路包含架空导地线、架线金具、铁塔、基础及接地装置等部分,输电线路长期在野外,受到各种环境的威胁,使得输电线路各个部分都受到了腐蚀破坏。因此,需要对高压输电线路的防腐措施展开研究,提高输电线路的抗腐蚀性能,保护输电线路的稳定运行。

浅谈高压输电线路的防腐措施

王志鹏 李咏泽

国网乌鲁木齐供电公司 新疆乌鲁木齐 830011

摘要:输电线路包含架空导地线、架线金具、铁塔、基础及接地装置等部分,输电线路长期在野外,受到各种环境的威胁,使得输电线路各个部分都受到了腐蚀破坏。因此,需要对高压输电线路的防腐措施展开研究,提高输电线路的抗腐蚀性能,保护输电线路的稳定运行。

关键词:高压输电线路;腐蚀;防腐措施

引言

输电线路由架空导地线、绝缘子、杆塔、基础和接地装置等部件组成,长期运行在野外,受到各种恶劣环境的侵蚀,容易受到严重的腐蚀破坏。因此如何维护好高压输电线路,采取充分必要的防腐措施,成为高压输电线路运行的重要课题。

1输电线路腐蚀环境的分类

输电线路的腐蚀环境主要有大气腐蚀、水腐蚀和土壤腐蚀等。腐蚀破坏使得输电导线的寿命大大缩短,尤其对处于腐蚀环境下的输电线路,往往不能达到其预期设计寿命。在我国输电线路的设计、施工和运行维护中,针对输电线路跨越地区的大气环境和水土环境,对输电导线、架空地线、金具、杆塔、基础和接地网等采取了必要的防护措施。导线、架空地线、金具和杆塔结构的腐蚀一般为大气腐蚀,杆塔基础和接地网的腐蚀多为土壤腐蚀。

2输电线路的防腐措施

2.1接地装置的防腐

电力接地装置将电力设备在事故状态下的过高电流导入大地,从而起到保证人身和设备安全的作用。电力接地装置包括接地引下线和接地体,一般采用圆钢、扁钢、角钢等钢质材料。对于暴露在空气中的接地引下线,主要是其金属表面与空气中的水分、盐分发生电化学腐蚀。对于埋设在地下的接地体,则主要的腐蚀为土壤的电化学腐蚀,它受土壤的pH值、杂散电流、化学反应、电阻率和微生物作用的影响极大,氧和水是土壤腐蚀的关键因素。由于土壤介质具有多样性、不均匀性等特点,腐蚀微电池和腐蚀宏电池共同作用。不同土质其腐蚀程度一般不同,排水性、通气性差而保持水分能力大的粘土和淤泥地细粒土壤比排水性和通气性良好的粗粒土壤锈蚀严重。防腐措施:1)设计和基建时严格把关,接地装置的埋设地点应尽量避开腐蚀性强、严重污染的场所,且应尽量避开透气性较强的风化石和沙石地带,如确实无法避开则应设法改良接地装置周围的土壤。2)采用耐腐蚀金属材料和金属镀层。接地装置可采用某些合金钢和有色金属,以防止腐蚀,但由于费用增加较大,很少采用此种方法。3)接地装置通常采用在金属表面涂刷导电防腐材料,以防止腐蚀。传统涂刷材料为油漆,近年来陆续有新型导电防腐涂料出现,使接地装置使用寿命大大延长。但涂层存在老化问题,需要定期涂刷,同时还不可避免地存在漏涂、破损等缺陷,会导致局部腐蚀严重,因此施工中必须预先进行除锈处理,从而增加了施工难度。4)对土壤腐蚀性较强或防腐要求严格的场所,阶段装置可采取在其周围施加高效降阻防腐剂的方法进行防护。高效降阻防腐剂具有稳定降阻、良好防腐等优点。5)采取阴极保护法,使金属构件做阴极,通过阴极极化来消除该金属表面的电化学不均匀性,从而达到保护目的。

2.2架空导地线的防腐措施

架空导地线大多数是使用钢绞线或者铝绞线。导线受到空气中水分、盐类物质以及化学成分与钢芯发生反应,出现腐蚀。这种情况的腐蚀程度受到导线制造工艺的严重限制。导线腐蚀包含电化学腐蚀和化学腐蚀两种。电化学腐蚀常出现在导线外层。如果空气湿度逐渐增大,导线表面形成水膜,大气中二氧化碳、氧气以及其他物质在水膜中溶解,构成了电解液的薄层。电解液薄层同金属表面的氧化膜发生反应,发生了腐蚀。在导线内部存在金属电机电位差,铝线钢也会出现腐蚀。在铝线受到腐蚀之后,导线表面会形成白色粉末,使得导线变脆,使其使用寿命不断缩短。因此需要在钢芯线和铝之间刷涂有机材料,制作防腐蚀油脂,将腐蚀性气体以及雨露对钢线造成的腐蚀阻挡开来,从而让钢线寿命得以延长,使钢线寿命可以和铝线寿命匹配。

2.3架线金具的防腐措施

架线金具常有氧化腐蚀的危害。由于导线送电发热,与导线联接的金具长期裸露在大气中,常年受到日晒、雨淋、风尘及化学活性气体的侵蚀,造成金属导体接触面严重锈蚀或氧化,氧化层会使金属接触面的电缆率增加几十倍。金具在正常情况下的腐蚀速度快于铁塔和导线。金具在出厂安装之前对其表面进行热镀锌的处理,同时,在腐蚀严重地区,可在安装之前进行涂漆。线路投产运行后,需及时根据镀锌层及漆膜破坏部分进行修护。在工区的输电线路金具可采用铝合金镀层、涂耐磨涂层、增加镀锌厚度等方法进行有限防腐。

2.4铁塔的防腐措施

在我国,输电塔大多是钢筋混凝土、钢管杆、预应力混凝土电杆以及铁塔等。铁塔在最近几年也常被使用。铁塔由于常出现裂缝和锈蚀问题,使得输电线路中铁塔的使用受到限制。在出厂安装之前对铁塔表面进行热镀锌的处理,能够让杆塔结构延长使用寿命。使用热镀锌时,钢铁和锌之间出现扩散构成了锌铁合金层,相比于涂料结合,这种结合更加牢固,即使暴露在大气环境中,锌层数也不会脱落。如果镀锌层出现裂缝损坏,金属锌将会主动牺牲阳极保护裂纹位置的钢铁,这也是镀锌层具有的优势。锌可以在酸和碱中溶解,热镀锌层可以在一般大气环境中使用。镀锌层在和空气和水相接触时,可以产生电化学腐蚀。在空气洁净区域,镀锌层可以维持很多年,在严重污染区域或者沿海区域,镀锌层使用寿命相对缩短。在表面刷涂防腐涂料也是一种常见措施,将防腐镀锌层清理掉之后,进行冷镀锌的防腐处理。将耐腐蚀材料刷涂在铁塔底材之上,使防腐底材不会和腐蚀介质形成直接接触,避免铁塔底材腐蚀。根据电化学的腐蚀理论,涂料防腐蚀能够起到屏蔽作用,可以使用阴极保护、利用漆膜电阻效应,对铁塔进行保护。在很多防腐工程中,根据金属构件的形式选择合适的涂料和配比,避免不合适的涂料影响到设备的运行。

2.5基础的腐蚀

输电线路杆塔基础一般有岩石基础、钢结构基础和混凝土基础等,输电铁塔一般采用混凝土基础或钢筋混凝土基础。由于地下水含有各种化学成分,当某种成分过多时,对构成基础的混凝土和钢材都有较强的危害。因此,设计基础时必须考虑地下水、周围环境和土质对基础材料腐蚀的侵蚀性影响,对有腐蚀性地下水的基础必须采取有效的防护措施。具有结晶性侵蚀的地下水,含有过多的硫酸根(SO42-)与混凝土中的水泥作用,使混凝土遭受侵蚀。因此,根据侵蚀等级而分别采取大于C50高强等级的普通硅酸盐水泥、普通抗硫酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥等措施。具有分解性侵蚀的地下水、水中氢离子(pH值)、重碳酸根离子(HCO3-)及游离碳酸(CO2)等对混凝土具有分解破坏作用。当地下水具有分解性侵蚀时,宜采用不低于C30强度等级的水泥;当pH≤4.0时,宜采取在混凝土表面涂覆沥青或在基础周围填筑粘土保护层等防护措施.

结语

防腐措施的选择需要根据输电线路不同位置的特征,采取有针对性措施,才能起到防腐蚀的作用,让输电线路可以保持健康水平,保证输电网可以更加安全稳定地运行。我国在输电线路管理中,需要提高防腐措施有效性,保护输电线路安全。

参考文献

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[2]王学明,朱梦伟,魏鹏,等.架空输电线路基础防腐设计研究进展与启发[J].电力勘测设计,2018(S2):211-216.

[3]方玉群,周海飞,邢哲鸣,等.输电线路铁塔塔腿防腐的失效分析与预防[J].浙江电力,2017,36(06):64-67+75.