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[摘 要]为有效地对接地网实施保护，通过对碳钢接地系统腐蚀原因、防腐方法等分析，对接地防腐措施提出了可行性方案。[关键词]接地系统 防腐 措施
中图分类号：P755.3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
任何腐蚀破坏和由于腐蚀造成的接地系统性能下降都会直接影响设备运行状态，甚至危及人身安全，因此接地系统的防腐蚀处理十分重要。
1 接地系统的腐蚀简况
现在的接地系统多采用镀锌扁钢和镀锌钢管或角钢，埋入地下0.8～3.3m以下土壤中。由于土壤的腐蚀，接地网自埋入地下之日就受到不同程度的腐蚀。据统计，应用镀锌扁钢和镀锌钢管或角钢的接地网，运行十年后都会产生严重腐蚀而不得不更换。
2 碳钢接地系统腐蚀原因分析
2.1 腐蚀微电池作用
金属表面不可避免地存在着物理和化学性质的微观不均匀性，这种微观不均匀性导致金属表面各处电位存在差异，从而形成了许多的微阳极区和微阴极区，在土壤中构成了腐蚀微电池，从而导致金属不断受到腐蚀。
2.2 电偶腐蚀
将两种具有不同电位的金属电性连接，置于同一种电解质就构成了电偶腐蚀电池。其中作为阳极的金属将发生溶解而产生腐蚀。两种金属间电位差越大、驱动电压越高，结果腐蚀电流越大。当存在大阴极、小阳极时，腐蚀将大大加速，并集中在局部，从而导致阳极区发生严重坑蚀或穿孔。
2.3 土壤不均匀性造成的腐蚀
土壤总是不可避免地存在差异，各处土质不同、土壤密实程度不同导致充气程度存在很大差异，当碳钢接地系统穿过这些土壤区域时，就会形成氧浓差腐蚀电池，充气较差区域的接地系统作为阳极区而加速腐蚀。土壤中氧浓度差腐蚀电池的存在是碳钢接地系统产生严重腐蚀的重要原因之一。
2.4 微生物腐蚀
土壤中的微生物对金属腐蚀有很大影响。这类微生物主要有厌氧的硫酸盐还原菌和好氧的硫杆菌、铁细菌等，其中以硫酸盐还原菌最甚。
2.5 杂散电流腐蚀
杂散电流，特别是直流杂散电流，能引起严重的土壤腐蚀，其实质是一种因土壤存在漏电流而产生的电化学腐蚀。交流漏电比直流漏电产生的杂散电流腐蚀要小很多，一般为同等电量的直流杂散腐蚀量的1%左右。由于接地网的作用就是向大地排放各类故障电流、感应电流、雷击电流等，因此接地网必然会受到杂散电流腐蚀。
3 接地系统防腐蚀措施的可行性分析
3.1 碳钢接地装置
一般的接地装置，大多采用圆钢、扁钢、角钢或钢管等碳素钢材。为减缓腐蚀速度，现多更换为热镀锌件，锌的抗腐蚀能力比铁高，在一般土壤中，年平均腐蝕厚度仅有0.065mm；但，我国的热镀锌层厚度一般只有0.05～0.06mm，仅起到一年的保护作用。因此，在强度腐蚀土壤中，碳钢接地网仅靠镀锌层来保护是远远不够的。
3.2 有色金属材料接地装置
与碳钢相比，多数有色金属电阻值低，且有较好的选择性抗腐蚀能力。常用的有色金属材料有铜、铝、铅、锌等，在接地材料中用得较多的是铜和锌。其中铜在低浓度二氧化碳、海水等环境中有较好的抗腐蚀能力，锌比较适应的是碱性环境。因此，采用有色金属材料作为接地装置，一般可针对腐蚀介质的情况有所选择，其腐蚀能力要远远高于碳钢。
但是，有色金属材料也有其不足之处。其一是价格贵，其二还会给相连的其他金属结构带来严重的电偶腐蚀，所以未被普遍采用。
3.3 复合材料接地装置
这种复合材料是一种介于碳钢材料和有色金属材料之间的接地材料，它以碳钢或者铜为基体金属，采用高温高压等特殊工艺手段，复合上一层有一定厚度的铜、铝、锌等有色金属，以适应不同酸、碱、盐等介质条件下防腐的需要。
但是这类阴极性复合层有较大的危险性，一旦复合层有缺陷时，就会构成大阴极小阳极的腐蚀电池，使基体碳钢遭到严重的局部腐蚀。
3.4 涂刷“导电防腐涂料”
导电防腐涂料是近年来用于地网防腐的新产品，采用本涂料全程涂刷于裸钢地下接地装置，相当于为裸钢地网穿上了一层既导电又防腐的外衣。据相关资料，导电防腐涂料可使接地网寿命延长到30～50年。
但涂层也具有老化问题，此外，涂层总是不可避免地存在漏涂、针孔、破损等缺陷，腐蚀将会集中在这样一些小区域，导致碳钢接地材料的局部腐蚀穿孔或开断。所以，施工过程中必须进行除锈处理，不允许有严重锈斑、泥沙、水分及焊渣存在其表面，以保证涂料沾附强度，从而增加了施工难度。
3.5 阴极保护
阴极保护是防止地下金属结构物腐蚀的最为有效的方法，它是通过对腐蚀反应进行积极干预，从根本上抑制电化学腐蚀的发生，从而能达到彻底保护的效果。
土壤中用的牺牲锌阳极材料主要有锌和镁合金二种。对于埋地牺牲锌阳极，其周围必须加专门的回填料，以降低阳极的接地电阻并防止阳极表面钝化。牺牲锌阳极不仅能提供保护作用，还相当于接地极，成为接地网的一部分，使接地网的接地电阻大大降低。
4 各方式的技术经济比较
方式 可靠性及运行结果 施工难易度
5 刘巷子站变配电接地网方案
5.1 变配电间地区土壤腐蚀现状
根据实地测量，该地区土壤电阻率2欧姆米，土壤腐蚀性较高。根据勘测报告，该处水、土对埋地金属特别是碳钢具有较强的腐蚀性。
（1）土壤PH值约为7.6。
（2）土壤为盐渍土，含盐量较高，盐分离子在氧的作用下能迅速破坏金属表面保护膜，促进金属腐蚀的发生。
（3）土壤有机质含量较高，较高的有机质积累为微生物生存提供了能量保证。
（4）土壤地下水位线、含水量高（常年地下水位0.5m）。
5.2 接地系统方案
通过以上各部分的分析和比较，接地网防腐方式，推荐阴极保护方案。具体方案如下：
1、保护方法
根据接地网现状，采用牺牲锌阳极阴极保护法。
2、采用材料
根据土壤电阻率，考虑采用锌合金牺牲锌阳极材料。3、技术指标
（1）使用寿命：20年。
（2）保护电位：接地网电位负于-0.85V。
（3）保护面积S=1800平方米。
4、材料
（1）锌合金阳极数量400个。（2）锌合金规格型号
800×（80+105）×80mm。
（3）MCT-2型参比电极6只。（4）填包料10吨。
参考文献
[1] 杨金夕主编.防雷接地及电气安全技术[M].北京：机械工业出版社，2004.
[2] 杨道武.接地网防腐工程中的阴极保护设计[J].电瓷避雷器.2004，（1）.
[3] 李景禄，李卫国，唐忠.输电线路杆塔接地及其降阻措施[J].电瓷避雷器，2003年03期
[4] 上海，苏成富.谈谈接地问题[N].电子报，2008年
[5] 董金虎，彭洁文接地装置的阴极保护和检测[A].第七届中国国际防雷论坛论文摘编[C]，2008.
中图分类号：P755.3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
任何腐蚀破坏和由于腐蚀造成的接地系统性能下降都会直接影响设备运行状态，甚至危及人身安全，因此接地系统的防腐蚀处理十分重要。
1 接地系统的腐蚀简况
现在的接地系统多采用镀锌扁钢和镀锌钢管或角钢，埋入地下0.8～3.3m以下土壤中。由于土壤的腐蚀，接地网自埋入地下之日就受到不同程度的腐蚀。据统计，应用镀锌扁钢和镀锌钢管或角钢的接地网，运行十年后都会产生严重腐蚀而不得不更换。
2 碳钢接地系统腐蚀原因分析
2.1 腐蚀微电池作用
金属表面不可避免地存在着物理和化学性质的微观不均匀性，这种微观不均匀性导致金属表面各处电位存在差异，从而形成了许多的微阳极区和微阴极区，在土壤中构成了腐蚀微电池，从而导致金属不断受到腐蚀。
2.2 电偶腐蚀
将两种具有不同电位的金属电性连接，置于同一种电解质就构成了电偶腐蚀电池。其中作为阳极的金属将发生溶解而产生腐蚀。两种金属间电位差越大、驱动电压越高，结果腐蚀电流越大。当存在大阴极、小阳极时，腐蚀将大大加速，并集中在局部，从而导致阳极区发生严重坑蚀或穿孔。
2.3 土壤不均匀性造成的腐蚀
土壤总是不可避免地存在差异，各处土质不同、土壤密实程度不同导致充气程度存在很大差异，当碳钢接地系统穿过这些土壤区域时，就会形成氧浓差腐蚀电池，充气较差区域的接地系统作为阳极区而加速腐蚀。土壤中氧浓度差腐蚀电池的存在是碳钢接地系统产生严重腐蚀的重要原因之一。
2.4 微生物腐蚀
土壤中的微生物对金属腐蚀有很大影响。这类微生物主要有厌氧的硫酸盐还原菌和好氧的硫杆菌、铁细菌等，其中以硫酸盐还原菌最甚。
2.5 杂散电流腐蚀
杂散电流，特别是直流杂散电流，能引起严重的土壤腐蚀，其实质是一种因土壤存在漏电流而产生的电化学腐蚀。交流漏电比直流漏电产生的杂散电流腐蚀要小很多，一般为同等电量的直流杂散腐蚀量的1%左右。由于接地网的作用就是向大地排放各类故障电流、感应电流、雷击电流等，因此接地网必然会受到杂散电流腐蚀。
3 接地系统防腐蚀措施的可行性分析
3.1 碳钢接地装置
一般的接地装置，大多采用圆钢、扁钢、角钢或钢管等碳素钢材。为减缓腐蚀速度，现多更换为热镀锌件，锌的抗腐蚀能力比铁高，在一般土壤中，年平均腐蝕厚度仅有0.065mm；但，我国的热镀锌层厚度一般只有0.05～0.06mm，仅起到一年的保护作用。因此，在强度腐蚀土壤中，碳钢接地网仅靠镀锌层来保护是远远不够的。
3.2 有色金属材料接地装置
与碳钢相比，多数有色金属电阻值低，且有较好的选择性抗腐蚀能力。常用的有色金属材料有铜、铝、铅、锌等，在接地材料中用得较多的是铜和锌。其中铜在低浓度二氧化碳、海水等环境中有较好的抗腐蚀能力，锌比较适应的是碱性环境。因此，采用有色金属材料作为接地装置，一般可针对腐蚀介质的情况有所选择，其腐蚀能力要远远高于碳钢。
但是，有色金属材料也有其不足之处。其一是价格贵，其二还会给相连的其他金属结构带来严重的电偶腐蚀，所以未被普遍采用。
3.3 复合材料接地装置
这种复合材料是一种介于碳钢材料和有色金属材料之间的接地材料，它以碳钢或者铜为基体金属，采用高温高压等特殊工艺手段，复合上一层有一定厚度的铜、铝、锌等有色金属，以适应不同酸、碱、盐等介质条件下防腐的需要。
但是这类阴极性复合层有较大的危险性，一旦复合层有缺陷时，就会构成大阴极小阳极的腐蚀电池，使基体碳钢遭到严重的局部腐蚀。
3.4 涂刷“导电防腐涂料”
导电防腐涂料是近年来用于地网防腐的新产品，采用本涂料全程涂刷于裸钢地下接地装置，相当于为裸钢地网穿上了一层既导电又防腐的外衣。据相关资料，导电防腐涂料可使接地网寿命延长到30～50年。
但涂层也具有老化问题，此外，涂层总是不可避免地存在漏涂、针孔、破损等缺陷，腐蚀将会集中在这样一些小区域，导致碳钢接地材料的局部腐蚀穿孔或开断。所以，施工过程中必须进行除锈处理，不允许有严重锈斑、泥沙、水分及焊渣存在其表面，以保证涂料沾附强度，从而增加了施工难度。
3.5 阴极保护
阴极保护是防止地下金属结构物腐蚀的最为有效的方法，它是通过对腐蚀反应进行积极干预，从根本上抑制电化学腐蚀的发生，从而能达到彻底保护的效果。
土壤中用的牺牲锌阳极材料主要有锌和镁合金二种。对于埋地牺牲锌阳极，其周围必须加专门的回填料，以降低阳极的接地电阻并防止阳极表面钝化。牺牲锌阳极不仅能提供保护作用，还相当于接地极，成为接地网的一部分，使接地网的接地电阻大大降低。
4 各方式的技术经济比较
方式 可靠性及运行结果 施工难易度
5 刘巷子站变配电接地网方案
5.1 变配电间地区土壤腐蚀现状
根据实地测量，该地区土壤电阻率2欧姆米，土壤腐蚀性较高。根据勘测报告，该处水、土对埋地金属特别是碳钢具有较强的腐蚀性。
（1）土壤PH值约为7.6。
（2）土壤为盐渍土，含盐量较高，盐分离子在氧的作用下能迅速破坏金属表面保护膜，促进金属腐蚀的发生。
（3）土壤有机质含量较高，较高的有机质积累为微生物生存提供了能量保证。
（4）土壤地下水位线、含水量高（常年地下水位0.5m）。
5.2 接地系统方案
通过以上各部分的分析和比较，接地网防腐方式，推荐阴极保护方案。具体方案如下：
1、保护方法
根据接地网现状，采用牺牲锌阳极阴极保护法。
2、采用材料
根据土壤电阻率，考虑采用锌合金牺牲锌阳极材料。3、技术指标
（1）使用寿命：20年。
（2）保护电位：接地网电位负于-0.85V。
（3）保护面积S=1800平方米。
4、材料
（1）锌合金阳极数量400个。（2）锌合金规格型号
800×（80+105）×80mm。
（3）MCT-2型参比电极6只。（4）填包料10吨。
参考文献
[1] 杨金夕主编.防雷接地及电气安全技术[M].北京：机械工业出版社，2004.
[2] 杨道武.接地网防腐工程中的阴极保护设计[J].电瓷避雷器.2004，（1）.
[3] 李景禄，李卫国，唐忠.输电线路杆塔接地及其降阻措施[J].电瓷避雷器，2003年03期
[4] 上海，苏成富.谈谈接地问题[N].电子报，2008年
[5] 董金虎，彭洁文接地装置的阴极保护和检测[A].第七届中国国际防雷论坛论文摘编[C]，2008.