（广东电网有限责任公司河源供电局）
摘要：在变电站中，接地装置能保证各种设备安全运行，与此同时接地网材料也会受到电流的腐蚀性影响。本文从杂散电流出发，通过试验研究，分析了杂散电流对接地网材料耐蚀性的影响，以供参考。
关键词：变电站；杂散电流；接地网；耐蚀性；影响
1．引言
变电站是电力系统的重要组成部分，包含了变压器、断路器、开关等关键设备，为了保证运行的安全性、稳定性，必须科学设计接地装置。目前国内变电站接地装置存在的问题，主要包括以下几点[1]：①设计选材问题，主要以电气设备的性能、设计规范为准，没有考虑材料的耐蚀性。②运行问题，工作人员重视接地电阻的监测，忽视了接地引线、接地网的腐蚀情况。③检修问题，以《预防性试验规程》为依据，严格遵循检查周期，可能和实际检修工作相脱节。
在国外，变电站接地网材料选择碳钢、铜材、不锈钢材料。我国受限于经济和资源等要素，接地网材料以碳钢、镀锌钢为主，部分变电站也使用铜材。接地网在运行中，既要受到土壤带来的电化学腐蚀，又会受到电气设备带来的电解腐蚀，可能造成断裂现象，因接地不良威胁人身安全。结合实际情况，变电站内的杂散电流较多，对接地网的腐蚀性明显，提示工作人员重点关注。
2．研究方法
2.1选取土样
在国内正在运行的变电站中，抽选8个变电站，在接地网附近取土后作为研究对象，8种土壤编号分别为1号-8号。
2.2材料设备
结合当前变电站内接地网材料的使用情况，本次研究中分别选择碳钢、铜材、碳钢表面处理后的新材料三种，作为腐蚀指示片。直流电源采用WYJ-150V/1A电源、CA1713A双路电源；交流电源采用交流调压后的市电。试验过程中，烧杯内分别放置8种土样并串联，其中正极和金属试片连接，负极和石墨片连接。
2.3准备工作
试验前的准备工作，一是制备土样。土样经风干后，磨碎成粉状，使用20筛孔进行处理，以筛下土作为试验土样。二是试片处理。使用环氧树脂，固定封闭试片的切割口；使用滤纸擦拭试片，在干燥器内干燥一夜并称重。试验时，将试片置于介质内，保证插入深度基本一致。完成试验后，水洗试片并擦干，在干燥器内干燥一夜并再次称重[2]。
2.4测试液性状
按照1：1、2：1、5：1的比例，配置测试用的水土介质，放置一夜后观察变化情况。结果显示，1：1水土介质是悬浊液，水土不分层；2：1水土介质部分分层、部分不分层；5：1水土介质的分层情况良好，可见明显浸出液。对此，选择1：1水土混合液、5：1水土浸出液，开展pH值和电导率测试。
2.5pH值和电导率
如下表1，是1：1水土混合液、5：1水土浸出液的pH值和电导率结果。分析可知，和1：1水土混合液相比，5：1水土浸出液由于加入了过量除盐水，因此pH值和电导率发生变化，尤其是电导率变化明显。对此，最终选择1：1水土混合液进行试验，能保证试验结果的代表性。
表1：两种测试液的pH值和电导率指标
3．试验结果
3.1直流电解试验
使用1：1水土混合液作为介质，直流电解的参数设置如下：①碳钢：电压为180V，起始电流、终止电流均为60mA，通电时间为10h；②铜材：电压为162V，起始电流为60mA，终止电流为31mA，通电时间为10h；③新材料：电压为210V，起始电流为50mA，终止电流为15mA，通电时间为10h。结果见表2。
分析可知：①在直流电解条件下，新材料的重量损失最小，在0.065-0.188g之间；铜材的重量损失最大，在0.289-0.536g之间；碳钢的重量损失居中，在0.350-0.500之间。②绘制土壤电导率-试片失重关系图，可见三种试片的重量损失和土壤电导率呈正相关性，原因可能是随着电导率增大，荷电粒子的迁移能力增强，有利于反应进行[3]。
分析可知：①交流电解试验设置的电流数值，均高于直流电解试验的电流数值，但三种试片的重量损失明显减小。分析原因可能是交流电作用下，试片受到单向阳极极化的时间缩短。②交流电解试验期间，新材料终止电流的下降幅度略低于直流电解试验，碳钢和铜材终止电流的下降幅度大于直流电解实验，说明交流电具有去极化作用，极片表面不易钝化，形成的腐蚀物少[4]。
3.3试片形态比较
从三种试片的形态来看，直流电解试验后，新材料表面损坏，出现红色绣点；碳钢表面可见黑色锈蚀点和沟槽；铜材表面有明显的蚀坑。交流电解试验后，新材料表面完好；碳钢表面平整，颜色稍微加深；铜材表面平整，颜色发黑。可见：直流电对接地网材料的腐蚀性更明显。
结语：
在变电站中，合理选择接地网材料，能保护各种电气设备的安全，促使电力系统稳定运行。本次研究中，选取碳钢、铜材、新材料为对象，探讨了杂散电流对不同接地网材料的耐蚀性影响，结果显示：第一，在直流电作用下，三种接地网材料的耐蚀性有明显差异，其中新材料的耐蚀性最好。第二，在交流电作用下，新材料的耐蚀性最差，碳钢和铜材的耐蚀性差异不大。第三，直流电对接地网材料的耐蚀性影响大于交流电，且耐蚀性和土壤电导率呈正相关性，和土壤pH值的关系不大，希望为变电站的运维管理工作提供依据和支持。
参考文献：
[1]杨秀跃.接地网防蚀金属材料性能试验研究[J].中国新技术新产品，2013，（3）：16.
[2]张心华，张兵，邵玉佩，等.富镍导电涂层在模拟盐碱地土壤溶液中的耐蚀性[J].电镀与涂饰，2015，34（14）：793-798.
[3]傅敏，闫风洁，雍军，等.铝铜稀土合金接地材料研究[J].中国电力，2015，48（9）：100-105.
[4]刘灿楼，江社明，刘昕，等.热浸镀Zn-Al-Mg-Ni-V合金镀层的组织及耐蚀性[J].材料保护，2015，48（9）：56-57.