110 kV输电铁塔接地扁钢腐蚀原因分析

110 kV输电铁塔接地扁钢腐蚀原因分析

徐帅伟

新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：输电线路是电力系统的重要组成部分，在电力传输和分配中发挥着重要作用。输电塔作为支撑输电线路的结构，其可靠性是网络安全稳定运行的重要保证。视察过程中，电力供应局的视察员发现角钢、紧固螺栓、接插件等110kV输电塔受到严重腐蚀，倾斜钢的一部分被腐蚀到局部不存在。输电塔位于重型化工园区，塔腿角和连接板材料均为Q235B钢，表面采用热镀锌防腐工艺处理，目前已投入使用24a。对被腐蚀破坏的塔进行现场检查发现塔周围有很多高污染企业，空气中有恶臭，工业污染非常严重。为了确定输电塔腿腐蚀损坏的原因并防止类似故障再次发生，对其进行了测试和分析。

关键词：输电铁塔；接地扁钢；镀锌层；土壤腐蚀；失效

引言

目前，电塔主要采用Q235、Q345、Q420热轧板框架和Q235和Q345普通热轧板冷型材，大气腐蚀占塔整体腐蚀损失的一半以上。电线杆通常使用热镀锌锌作为保存手段，成本高昂，污染环境。使用耐候软钢可以节约钢材、减轻铁塔重量、消除锌和使用直接接触；经过一段时间的使用后，耐热钢形成紧密结合基体的致密锈层，在一定程度上能够抵抗水气和有害离子进入大气，从而防止或大大减缓基体金属的进一步腐蚀，从而。

1理化检验

1. 1. 宏观检验

对腐蚀损伤的输电铁塔接地扁钢进行宏观形貌观察，发现铁塔接地扁钢埋地部分表面镀锌层已完全脱落并有明显腐蚀减薄情况，部分区域接地扁钢已严重酥化、穿孔，接近完全断裂状态。黄褐色的腐蚀产物呈层片状，分布在接地体表面，部分腐蚀产物已脱落，未见明显机械损伤及塑性变形。接地扁钢地上部分镀锌层保存相对较好，表面均匀光滑，呈银白色且具有金属光泽，与冷镀锌工艺的镀层特点相符。

1.2材尺寸及镀锌层厚度测量

腐蚀规范塔材料的镀锌层尺寸和厚度分别使用SATA-91511数字显示滑块规则和minitset 740镀锌层厚度进行测量，结果见表1。从表1中可以看出，规格塔各基本部分材料的缓蚀量均超过26%，为严重缓蚀量，塔的承载能力显着下降，存在塔倾复风险。塔腿主元件镀锌层厚度与倾斜牵引元件相差很大，倾斜牵引元件镀锌层最小厚度低于GB/T2694-2010标准要求输电线路铁塔制造技术条件，而连接板

1.3金相分析

对腐蚀损伤的输电铁塔接地扁钢取样进行金相显微组织分析（见图2）。可见腐蚀的接地扁钢的基体组织为少量带状珠光体+块状铁素体+沿晶分布的三次渗碳体，接地体表面存在深浅不一的腐蚀凹坑，部分腐蚀孔洞已贯穿整个接地扁钢，接地扁钢表面大部分区域镀锌层已脱落，未脱落部分镀锌层最大厚度仅12μm，远低于标准要求的70μm。

1.4电化学腐蚀试验

采用美国EG&E制造的M398电化学腐蚀试验系统，分别用NaCl溶液3.5%和0.01mol/lna HSO 3模拟海洋大气和工业大气，对试验钢1、2、3、4#和比较样品Q345B进行了试验。 其耐蚀性是通过研究耐蚀钢输电塔阳极的开路电势和极化曲线确定的，电化学试验装置采用三电极系统，工作电极(研究电极)是试验样品及其表面

1.5综合分析

当加筋土脚螺栓受力时，部分载荷通过碳树脂胶强化粘结界面和粘结剂剪切变形传递给外碳纤维管，从而降低土脚螺栓的公称应力。脚螺栓的材料和表面状况、碳纤维管的类型、碳纤维树脂放大器的长度和厚度等因素可能会影响加固效果[ 8 ]。T300碳素复合材料比普通结构钢(如Q235、Q345、35# 45等)的强度要高得多。，而增强的部分在碳纤维树脂添加剂的强度和粘附性充足时不会断裂，因此增强效果取决于碳纤维树脂胶放大器的强度和粘度。碳纤维胶放大器的强度可通过增加厚度来提高；可通过增加土钉表面粗糙度、增加碳树脂胶强度与土钉和T300碳纤维组合管之间的接触面积以及增加T300碳纤维组合管长度来增加接触面积来提高粘度。使用磨轮抛光脚螺栓可使其表面粗糙，并进一步增加粘接面。根据试验结果，炭素树脂胶附加件厚度> > 3mm，碳纤维附加件长度> > 90mm，符合强化要求。事实上，很高2腐蚀原因

输电线路桥塔脚腐蚀主要发生在大气/混凝土界面上，可归因于两类原因:(1)外部环境作用；输电线路中桥台脚腐蚀最严重的大多数桥台位于水稻上，桥台脚容易潮湿或积柠檬，影响最大；(2)混凝土保护层性能不足。随着防护板的破坏，防护板表面形成了坑，雨水很难及时排出，从而增加了界面处的边框腐蚀。可见输电线路铁塔脚的腐蚀可以总结为大气/混凝土界面中的氧差腐蚀，一方面混凝土保护帽中的氧随着氧减少反应而消耗，另一方面混凝土保护帽内部氧含量低，元素部分为阳极，同时镀锌钢板表面氧化膜难以成型，二者耦合作用下镀锌钢板在大气/混凝土界面的腐蚀较严重。例如，在塔脚的大气/混凝土界面上密封或涂上耐腐蚀涂层，可能会在一定程度上延缓电池与氧的腐蚀。

3结论和建议

110kV输电塔平整接地钢腐蚀损坏主要是由于采用了接地扁钢冷镀锌保存工艺，耐腐蚀性能严重不足；第二，传输线安装在黄色注入区，平整钢长期存在于Cl和SO42+高含量碱性土壤中。化学腐蚀、电化学腐蚀和泄漏电流腐蚀的综合作用导致严重腐蚀和衰减。出于上述原因，提出以下建议。(1)由于锌层耐受性较低，不建议在电网设备中使用冷镀锌土扁钢；(2)应加强黄灌区运输塔平整接地钢的控制力，及时用腐蚀代替薄或破碎的平整接地钢；(3)安装接地扁钢前，应加强镀锌层的检测和质量控制，防止输电塔镀锌层不合格接地扁钢的进入和使用。(4)由于输电塔基材长期在含盐量高的碱性土壤中运行，可能需要增加基材的横截面或用铜/铜钢取代其材料，以提高基材的耐蚀性，防止其再次腐蚀。

结束语

根据有限元分析的结果，即使计算出主角钢在腐蚀程度较低的情况下的收缩率，在冰和风等极端条件下，并考虑到塔角钢腐蚀后的层新型换挡塔材料和高强联接螺栓应采用耐硫性较高的锌铝合金或铝锌合金镀层，混凝土基础也应进行防酸处理，以提高其抗腐蚀能力此外，塔腿上的弹坑必须升高，以改善塔顶排水和堵塞环境，防止。

参考文献

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[3]李洪江,杨坤池,刘荣见,杜冲,余明智,段然.耐蚀钢输电铁塔全寿命周期经济性研究[J].机电工程技术,2019,48(04):200-201+219.

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[5]邓长征,郭轶磊,张康伟,赵侠,牛浩然.输电线路铁塔锈蚀塔腿补强措施及仿真计算[J].三峡大学学报(自然科学版),2019,41(01):76-80.

作者简介：徐帅伟，（1985.4-）男，汉族，新疆人，中级职称，本科，研究方向：高、低压电气设备选择、配电网保护。