变电站接地网腐蚀诊断方法探讨

变电站接地网腐蚀诊断方法探讨

付天

国核电力规划设计研究院有限公司 北京 100095

摘要：变电站的安全稳定运行对我国的电力安全至关重要。因此，国家有关部门高度重视变电站存在的问题。比如有的变电站会使用宽而厚的平板钢板来延长接地网的使用寿命，但这种方法对于延长接地网的使用寿命并不理想。此外，变电站的接地网都连接在地下，使得接地网的修复和改造非常困难，接地网也不容易被检查和监测腐蚀损坏。此外，接地网还受到变电站运行环境的影响，对电磁场和泄漏电流有很大影响，使得接地网的腐蚀防治更加困难。

关键词：变电站地网；腐蚀状态；故障诊断

接地是指电气系统的一些节点或电气设施的一些导电部件与地面之间的电气连接。接地的目的是利用接地作为导电回路的一个元件，在正常、事故或雷击的情况下，将电气连接的电位固定在一定的允许范围内，以确保人身和设备的安全，维护系统和设施的安全可靠运行。接地装置的导体主要由普通碳钢制成。接地网投入运行后，碳钢的腐蚀通常是局部腐蚀。腐蚀后变脆、分层，被腐蚀部分逐渐变薄甚至断裂，导致接地性能达不到热稳定性要求。因此，当发生接地故障时，接地短路电流可能会烧毁接地网，扩大事故，危及设备和人员的安全。

1 变电站接地网设计的必要性

接地是防雷技术中最重要的部分，无论是雷击、感应雷击还是其他形式的雷击，都是通过接地装置进入大地。因此，没有合理、良好的接地装置是不能有效防雷击的。从避雷的角度来看，避雷装置与大地之间良好的电气连接称为接地装置。接地装置的作用是通过尽快向地球发射闪电和闪电来中和地球的外来电荷。变电站的接地与全站高低压电气设备的接地线、低压电力系统的接地、电缆屏蔽的接地、电信和计算机监控的接地连接。在系统和变电站维护期间存在临时接地。如果接地电阻较大，则在电力系统接地故障或其他大电流流入大地时，地电位可能异常升高，如果接地系统设计不当，则可能导致接地系统分布不均。局部电位可能会超过规定值。安全值可能对操作者造成安全隐患。它还可能损坏连接低压或二次设备的反击电缆的绝缘，使高压进入控制系统并监视和保护变电站。不小心移动了设备，拒绝采取行动，就会发生事故。即使事故升级，也会造成巨大的经济损失和社会影响。

2变电站地网的腐蚀

由于地网连接在地下，埋在地下土壤中，在土壤环境的影响下，往往容易受到腐蚀。土壤的腐蚀使地线和导体更细，更容易断裂，导电性更差。系统中的接地故障会使事故升级，并对变电站的设备和人身安全构成威胁。土壤侵蚀也是一种电化学腐蚀，受土壤pH值、电流、化学反应和土壤中微生物，尤其是氧气和水分因素的影响。此外，不同的土壤有不同程度的侵蚀。这是由于土壤介质的多样性和异质性。高水位、排水不良和通风不良的介质为粘土和淤泥。土壤具有较强的储水能力。排水和通气较好的土壤腐蚀性更强。另外，由于变电站的地网深埋在地下，技术人员通过电阻的大小来监测地网的性能，但无法真正了解实际地网的腐蚀情况。因此，如果技术人员发现电阻数据异常，就不得不在地下挖地，寻找接地网的断点和腐蚀部位，但这种方法不实用，工作量大，效率低。影响系统运行。因此，技术人员正在研究如何诊断接地网，在不影响电力运行的情况下，根据接地网的大面积损坏，通过监测它们之间的电阻值，诊断接地网的实际腐蚀情况。金属丝。有效预防和处理腐蚀。

3地网腐蚀诊断的原理

变电站接地网结构由外缘封闭，中间多条均压导体相互连接形成网状电极，与接地极体相连。我们可以将接地网络视为纯电阻网络。本地网络运行一段时间后，部分导体会腐蚀或断裂。此时，支路电阻大于原电阻值。这样，我们就有了两个具有相同拓扑和不同分支电阻的网络。初始网络电阻，即地线之间的电阻值，拓扑和分流电阻是已知的，可以从计算中得出结论。腐蚀后接地网的电阻值是通过接地线测量腐蚀后接地网的电阻值，得到电阻变化值，电阻变化值与端口电阻变化值的关系可使用Telegen定理得到，根据电阻的变化，推导出接地网支路的电阻变化，确定接地网的腐蚀和断线。

4地网的腐蚀诊断方法

近年来，随着我国电力系统的快速发展，变电站接地系统的短路电流越来越大，接地系统的腐蚀问题日益严重。韩国相关部门对地面网络运行状态的实时监测和研究实用有效的地面网络腐蚀诊断方法下面对常用的判断地面网络运行状态的诊断方法进行分析。

4.1地网导体连通性的测试

一般情况下，接地网的腐蚀会导致两个或多个接地网，而无需破坏和拆卸接地网。因此，测试地网导体连接的目的是监测引线是否被腐蚀。测试的形式是在两根引线之间加一个电流。如果有电流可以流动，则说明引线没有被腐蚀，没有问题，如果没有电流可以流动，则说明至少两条引线中的一根。它会腐蚀。您还可以在三个引线中的两个之间添加电流以观察电流并消除引线的腐蚀。

4.2地网腐蚀及断点的判断方法

为了确定变电站接地网的腐蚀和断点，需要测量接地网与端口之间的电阻。您知道接地结构和分支电路的电阻，并且您知道每个导体对地的实际电阻。网格可以通过计算值获得。根据导体电阻的实际值与原始理论值比较导体电阻的实际值，可以判断导体的实际腐蚀状态，尽早防止接地网的故障。

4.3地网的开挖

现有地网诊断方法需要对地网进行大面积挖掘，以确定地网是否被腐蚀。通过在变电站内埋设垂直导体样品，可以实时监测腐蚀程度，如果腐蚀程度超过50%，则需要进行挖掘。但是，使用引线电阻监测接地网断电和腐蚀仍然存在很多问题，并且引线电阻代表整个区域的分布，因此会受到整个接地网大小的影响，并且该区域将保持不变并会影响。此外，接地网的电阻还受该地区土壤电阻率、测量方法、测量方向变化的影响。有时，即使测得的电阻发生变化，也不一定反映实际情况。接地网的腐蚀和断裂也无法确定腐蚀或故障发生的位置。因此，不推荐采用地网开挖腐蚀的诊断方法，因为它存在工作量大、工作量大等问题。

5地网腐蚀的防护措施

地网在土壤中容易发生腐蚀的主要原因是地网中导体材料的物理化学性质不稳定。有时当它与其他材料的导体接触时会形成原电池。作为土壤中的电解质溶液。因此，要保护接地网免受腐蚀，必须防止土壤中的导体与电解质之间形成腐蚀条件，并减缓原电池的极化反应。

5.1 阴极保护

目前，我国安装地面网络的阴极保护措施还不完善，还存在一些问题。例如，在传统的阳极反应保护阴极的方法中，变电站的运行性能也将大大提高。也可以使用电流来保护阴极。当接地网装置表面积聚大量灰尘时，电阻增大，极大地影响其运行。因此，这种方法需要一个保护参数，它通过参数来监控阴极保护，即电阻值。

5.2 极端使用耐腐蚀材料

我国变电站接地网采用棒条组合方式，垂直方向接地网装置采用圆钢和钢管，平行方向接地网装置采用扁钢和圆钢。为了减少材料的腐蚀，有些单位用铜材料代替钢材料。过去，即使在我国，也使用不锈钢作为电极材料，但接地栅电极腐蚀的问题并没有得到解决。由于成本非常高，建议使用不锈钢作为电极材料。近来，我国相关组织发现，采用非金属材料作为接地电极，可以显着改善接地网的腐蚀问题，但非金属电极材料有几种类型。石墨是最常用和最经济的。实用，易加工，物化性能稳定，导电性好，使用寿命长，腐蚀速度比其他材料慢，但人造石墨较脆，安装时要小心。

5.3 新型防腐漆的使用

是目前国内外防治地网腐蚀最先进、最新的方法。新型防腐涂料的基本特点是抗腐蚀能力强，不影响地面安全运行。在格栅上使用这种涂层简单、经济、实用。但由于这种新型涂料的实际应用时间较短，使用时应注意，若接地网电阻数据异常，应及时停用。

结束语

综上所述，变电站接地网的腐蚀现象不仅对经济有一定的影响，而且对人身和设备安全问题也构成一定的威胁。腐蚀会使生产设备处于退役前的状态，并对周围环境带来一定的污染，严重时会导致事故。在接地网防腐措施选择上的投资通常体现在安全和经济效益上。选择合理的防腐技术方案后，不仅可以提高资金使用效率，还可以增加安全效益。可以改善电网。纵观吐鲁番各项防腐措施存在的问题，可以看出，接地网采用铜材，工作比较可靠。结果表明，这种材料在接地网装置中难以用钢材实现。对比这一时期的投资，铜在生命价值方面仍然具有非常大的优势。

参考文献

[1]黄娟.变电站接地网优化设计探讨[J].轻工科技，2013（12）：51-52.

[2]谭嘉辉.110KV变电站接地网的优化设计[J].电力讯息，2017（8）：157-158.