变电站高压电气设备锈蚀情况及防腐技术分析

变电站高压电气设备锈蚀情况及防腐技术分析

李颖超

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局 内蒙古自治区锡林浩特市 026000

摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，变电站高压电气设备的运行情况能够对输电工程的安全稳定产生重要影响，若其发生锈蚀，则必然影响设备的安全运行，所以需要对其锈蚀情况进行分析，并应用防腐技术。

关键词：变电站；高压电气设备；防腐技术

引言

如今人们对电能的需求越来越大，变电站作为电力系统输送的重要环节，变电站工程建设和日常管理的重要性也越来越突出。目前，我国的变电站大部分都建设在自然环境中，常年受到风雨雷电等恶劣气象的影响，这对变电站钢结构的防腐性提出了较高的要求。钢结构的腐蚀问题必须引起重视，选择适当的防腐蚀措施对保证钢结构安全、减少变电站新的运行维护成本具有重要意义。文章根据我国就稳定变电站运行和生命周期持续化提出的标准政策，探讨变电站设计中钢结构防腐蚀措施，以节约环保为基本原则，旨在进一步降低成本，提高防腐蚀质量。

1腐蚀机理

接地网在土壤中的腐蚀主要有宏电池腐蚀、微电池腐蚀、杂散电流腐蚀和微生物腐蚀等四种形式。腐蚀的根本原因都是土壤和碳钢金属的结构、组成和性质的不均匀性导致埋在土壤中的接地网表面不同部位形成了不同的电极电位，通过土壤介质构成回路，形成腐蚀电池。

2变电站高压电气设备锈蚀情况及防腐技术分析

2.1深化腐蚀机理和规律研究

进一步研究不同因素对干扰程度的影响规律，如：与普通的直流杂散电流相比，高压直流接地极释放的大电流是否改变管道的极化特性和腐蚀机理；特高压直流干扰与普通的交直流杂散电流干扰同时存在时，如何建立混合干扰条件下的综合评定指标；短时间大电流和长时间小电流充氢效果是否存在差异；高压直流电特殊电场引起的烧蚀、氢脆如何影响管道本体缺陷的扩展；传统的阳极溶解、氢脆导致应力腐蚀开裂的机理对于解释裂纹萌生是否存在应用边界；环焊缝组织变化、高压直流电会导致脆化，当二者同时存在时是否只是简单的叠加作用；不同钢级和运行工况条件下管道的易损性是否存在差异。在摸清相关规律的基础上，逐步建立准确的腐蚀风险评估模型，最终实现基于风险的全方位管控目标。

2.2 钢结构表面处理

在对变电站钢结构实施防腐工作之前，需要先对其表面层进行清理。这主要是因为变电站的一些支架钢结构暴露在自然环境中，经过风吹日晒，上面时常会有一些灰土或者是锈迹等残留物，这些残留物会对钢结构的防腐工作造成不利的影响。因此，不论是实施重防腐涂装还是热镀锌和冷喷锌，都要先将钢结构表面的杂质清除干净。在实际清除时，工作人员需要将钢结构的表面作为工作出发点，仔细并全面地清理，以确保钢结构的表面没有任何附带的杂质存在，也没有酸碱、氧化物以及锈迹等污渍。另外，必须保证钢结构中的各组成构件之间有一定粗糙度，这主要是为了保证在涂抹一些防腐材料时不会出现脱落的现象，从而确保工作的有效性。对变电站钢结构实施防腐措施，保护效果时效长，尤其是重防腐保护效果最长可持续15年，后期可不必投入人力、物力及资金进行检查和后续维护。

2.3应用新型防腐技术

或冷喷锌/铝防腐技术主要应用无机硅氧烷树脂以及纯度较高的进口片锌及铝所构成，能够对传统材料起到有效的替代作用，并且抗冲性能、抗腐蚀性能均相对较强，同时不含有毒性化学物品，不仅抗紫外线耐辐射，且安全环保，可采用滚涂、喷涂、刷涂等方式进行施工。对冷喷锌/铝防腐技术进行应用，需要首先对将要实施防腐改造的变电站进行实地勘察，对其中的锈蚀部分整体情况进行有效确定，明确锈蚀设备类型、锈蚀位置以及锈蚀点数量等各项数据，并以连整体情况以及需求方的各项要求为根据，对科学合理的施工方案进行设置，以避免出现浪费或施工不合格情况。一般来说，应将设备在变电站之中的重要性、其整体锈蚀情况等多方面因素结合，对所应用的施工工艺进行确定，且施工工艺与设备的材质、刷漆的次数等均具有密切的关联性，也就能够对整体工程预算起到决定作用，所以，在对施工工艺进行选择的过程中，需结合设备的防腐等级对施工工艺进行合理选择。但是从总体上来看，冷喷防腐技术中还存在很多问题，例如对于施工工艺专业性具有较高的要求，而施工工艺能够对其防腐的效果和防腐的期限起到重要的影响作用，同时，其中工序较为复杂，所以在实施冷喷锌/铝防腐技术施工时，必须对具有较高专业技能水平及资质的防腐工程公司进行委托。

2.4接地网腐蚀评价

评价钢铁材料在土壤中耐蚀性的方法主要是失重法和最大孔蚀深度法。这两种评价方法不仅客观直接而且能比较准确地反映土壤的腐蚀性，因而被广泛运用，同时也被作为衡量其他评价方法和新的试验手段是否可靠的标准。但两种方法必须通过埋片并等待较长时间后才能得到结果，不仅费时费力，在工作运用中也不方便，更无法实现腐蚀速率的预测。因此，为了实现土壤腐蚀性的预测，减少时间和人力成本，国内外学者提出了许多其他评价方法。长期以来，研究者习惯于用土壤理化性质来预测其腐蚀性，许多国家在考察土壤腐蚀性时仍在参考某些单项指标，如土壤电阻率、含水量、含盐量等。在某些特定场合，单相指标评价方法十分方便也较为可靠。但由于土壤腐蚀介质本身的特殊性和复杂性，金属材料土壤腐蚀因素不仅种类多，而且各因素间存在着交互作用，实际情况十分复杂，因此单相指标评价土壤腐蚀性具有很大的局限性，且往往容易误判。目前国内外许多研究越来越倾向于多项指标综合评价土壤腐蚀性，其中最具有代表性的是德国的Ｂａｅｃｋｍａｎ综合评分指标和美国的ＡＮ－ＳＩＡ２１．５土壤腐蚀性评价法。前者由于考虑的因素过多，而某些因素测量存在困难，实际运用十分不便，而后者则主要倾向于评价埋地管道耐蚀性。因此，目前国内外尚缺少一套专门针对接地网的专一、有效的评价方法。

2.5热镀锌和冷喷锌

比较热镀锌和冷喷锌这两种防腐法可知，热镀锌是利用金属中的高温融化与雾化条件下在钢结构的表面形成一种金属保护层，以此发挥防腐作用，而且在实际工作中基本上都是将钢结构的部件浸入金属锌的热熔溶液中，这样一来钢结构的表面就会被金属锌覆盖，从而达到防腐效果。冷喷锌则是利用涂抹的手段将钢结构表面涂抹上锌离子，以此形成一个保护层，牺牲阳极保护阴极，这样的化学反应对于保护钢结构有着非常明显的成效。同时，在锌盾形成以后，钢结构的表面的锌含量可高达95%左右。分析施工的难度发现，冷喷锌比热镀锌方法简单，从环保的角度上来看冷喷锌更加环保与节能，而且成本也相对较低，因此冷喷锌相对更实用。

结语

变电站高压电气设备中常见的腐蚀情况主要包括缝隙、涂层缺陷、接触、镀锌层以及不锈钢腐蚀，采用冷喷锌/铝防腐技术可以对设备的腐蚀起到有效的预防作用，与此同时，还需对相关工作人员对于设备腐蚀相关的认知水平进行提升，以促使整体工艺水平得到提升。

参考文献

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