變電站土壤對(duì)鍍鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性的評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鍍鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性的評(píng)價(jià)方法，特別涉及變電站土壤對(duì)鍍鋅鋼接地 網(wǎng)腐蝕性的評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力接地網(wǎng)是發(fā)電、變電和送電系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障，是保證電力設(shè)備和人 身安全的必要措施。接地網(wǎng)將電力系統(tǒng)的點(diǎn)與大地相連，提供故障電流及雷電流的泄放通 道，穩(wěn)定電位，提供零電位參點(diǎn)。接地網(wǎng)是隱蔽工程，其設(shè)計(jì)要求和周?chē)O(shè)施的壽命相當(dāng)，一 般應(yīng)大于等于30年。由于接地裝置長(zhǎng)期處于地下惡劣的運(yùn)行環(huán)境中，土壤的化學(xué)腐蝕與電 化學(xué)腐蝕不可避免，同時(shí)還要承受地網(wǎng)散流與雜散電流的腐蝕，因此，影響接地網(wǎng)腐蝕的因 素有很多，其中土壤的腐蝕是最關(guān)鍵的因素，而土壤的物理化學(xué)性質(zhì)決定了其腐蝕特性。
[0003] 土壤對(duì)金屬的腐蝕性不是用一個(gè)簡(jiǎn)單的量就可以表示出來(lái)的，也不是從土壤中很 容易測(cè)得的，它與許多因素有關(guān)。雖然上世紀(jì)初許多國(guó)家就已開(kāi)始土壤腐蝕的研宄工作，但 是至今仍然不能形成一個(gè)比較完整的理論，其主要原因是作為腐蝕介質(zhì)的土壤與一般腐蝕 介質(zhì)相比，具有多樣性、不流動(dòng)性、不均勻性、時(shí)間季節(jié)性和地域性等諸多特點(diǎn)。
[0004] 變電站土壤腐蝕性能分析的最終結(jié)果是對(duì)其腐蝕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，科學(xué)準(zhǔn)確地判斷 土壤的腐蝕性能。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，變電站容量的擴(kuò)大，對(duì)接地網(wǎng)的安全可靠性要求越來(lái)越 嚴(yán)格，因此建立、完善和發(fā)展接地網(wǎng)腐蝕的研宄方法具有重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是避 免接地網(wǎng)因被土壤腐蝕而使電網(wǎng)的安全運(yùn)行受到潛在威脅的必要措施。
[0005] 在國(guó)外，判斷土壤腐蝕性能的指標(biāo)評(píng)價(jià)方法主要有德國(guó)的DIN50929標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó) 的ANSIA21. 5評(píng)價(jià)法；在我國(guó)，多家電力科研部門(mén)經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)研宄，也提出了土壤腐 蝕性的指標(biāo)評(píng)價(jià)方法，如江西省電力科學(xué)研宄院（專利申請(qǐng)公布號(hào)CN103278616A)、甘肅 省電力公司電力科學(xué)研宄院（專利申請(qǐng)公布號(hào)CN103278616A)、國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司電 力科學(xué)研宄院（專利申請(qǐng)公布號(hào)CN103499680A)和國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研宄院 (專利申請(qǐng)公布號(hào)CN104299032A)等，為土壤腐蝕性研宄和判斷提供了有益的觀點(diǎn)。但 是，在上述標(biāo)準(zhǔn)和方法中，主要是針對(duì)碳鋼的腐蝕評(píng)價(jià)，不適用于鍍鋅鋼；而且沒(méi)有考慮變 電站所在區(qū)域年度平均環(huán)境溫度和土壤空氣容量這兩個(gè)因素的影響。由于鍍鋅鋼是電力變 電站廣泛使用的接地網(wǎng)材料，因此，本專利根據(jù)多年的試驗(yàn)研宄成果，提出了變電站土壤對(duì) 鍍鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性能的評(píng)價(jià)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了解決由于土壤對(duì)金屬的腐蝕性具有多樣性、不流動(dòng)性、不均 勻性、時(shí)間季節(jié)性和地域性等諸多特點(diǎn)而無(wú)法對(duì)土壤腐蝕性能評(píng)價(jià)的問(wèn)題，而提出的變電 站土壤對(duì)鍍鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性的評(píng)價(jià)方法。
[0007] 上述的發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] 步驟一、沿變電站場(chǎng)地的某一對(duì)角線采集土壤樣品；其中，沿變電站場(chǎng)地選擇沒(méi)有 建筑物、電氣設(shè)備和堅(jiān)固地面的合適區(qū)域；
[0009] 步驟二、對(duì)步驟一中取出的土壤進(jìn)行土壤物理和化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)，并從變電站 所在地區(qū)的氣象局獲取當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁氐谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；其中，物理指標(biāo)包括土壤類(lèi)型、含水量 和空氣容量；化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)包括電阻率、pH值、可溶性cr含量、可溶性so廣含量和氧化還 原電位；
[0010] 步驟三、根據(jù)步驟二中得到的土壤物理指標(biāo)、化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)以及當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?評(píng)價(jià)土壤計(jì)算得到總評(píng)價(jià)指數(shù)be;
[0011] 步驟四、根據(jù)總評(píng)價(jià)指數(shù)be評(píng)價(jià)鍍鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性；即完成了變電站土壤對(duì)鍍 鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性的評(píng)價(jià)方法。
[0012] 發(fā)明效果
[0013] 由于土壤對(duì)金屬的腐蝕性具有多樣性、不流動(dòng)性、不均勻性、時(shí)間季節(jié)性和地域性 等諸多特點(diǎn)，采用土壤類(lèi)型、電阻率、pH值、含水量、可溶性cr含量、可溶性so廣含量、空氣 容量和氧化還原電位九個(gè)指標(biāo)，首次提出了土壤對(duì)鍍鋅鋼接地網(wǎng)的腐蝕性評(píng)價(jià)方法。
[0014] 鍍鋅鋼是我國(guó)廣泛采用一種電力接地網(wǎng)材料，根據(jù)研宄成果，本發(fā)明提供了一種 變電站土壤對(duì)鍍鋅鋼材質(zhì)接地網(wǎng)腐蝕性的九指標(biāo)評(píng)價(jià)方法，采用土壤類(lèi)型、電阻率、pH值、 含水量、可溶性cr含量、可溶性so廣含量、空氣容量、氧化還原電位和變電站區(qū)域年平均氣 溫九個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)土壤對(duì)鍍鋅鋼材質(zhì)接地網(wǎng)腐蝕性能，此方法簡(jiǎn)單實(shí)用，充分考慮了變電站 土壤類(lèi)型、土壤理化性質(zhì)和變電站所在區(qū)域的氣候條件等因素，因此評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確性好，與 地網(wǎng)實(shí)際開(kāi)挖結(jié)果相近，具有較廣泛的推廣價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1(a)為實(shí)施例提出的變電站土壤對(duì)鍍鋅鋼接地網(wǎng)試片的年平均腐蝕速率為 0. 0442mm/a，腐蝕性評(píng)價(jià)為弱腐蝕一年腐蝕試片外觀形貌示意圖；
[0016] 圖1(b)為實(shí)施例提出的變電站土壤對(duì)鍍鋅鋼接地網(wǎng)試片的年平均腐蝕速率為 0. 0166mm/a，腐蝕性評(píng)價(jià)為輕微腐蝕一年腐蝕試片外觀形貌示意圖；
[0017] 圖2為【具體實(shí)施方式】一提出的變電站土壤對(duì)鍍鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性的評(píng)價(jià)方法流 程圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0018] 一：本實(shí)施方式的變電站土壤對(duì)鍍鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性的評(píng)價(jià)方法， 具體是按照以下步驟制備的：
[0019] 步驟一、沿變電站場(chǎng)地的某一對(duì)角線采集土壤樣品；其中，沿變電站場(chǎng)地選擇沒(méi)有 建筑物、電氣設(shè)備和堅(jiān)固地面的合適區(qū)域；
[0020] 步驟二、對(duì)步驟一中取出的土壤進(jìn)行土壤物理和化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)，并從變電站 所在地區(qū)的氣象局獲取當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁氐谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；其中，物理指標(biāo)包括土壤類(lèi)型、含水量 和空氣容量；化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)包括電阻率、pH值、可溶性cr含量、可溶性so廣含量和氧化還 原電位；
[0021] 步驟三、根據(jù)步驟二中得到的土壤物理指標(biāo)、化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)以及當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?評(píng)價(jià)土壤計(jì)算得到總評(píng)價(jià)指數(shù)Be;
[0022] 步驟四、根據(jù)總評(píng)價(jià)指數(shù)BE評(píng)價(jià)鍍鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性；即完成了變電站土壤對(duì)鍍 鋅鋼接地網(wǎng)腐蝕性的評(píng)價(jià)方法如圖2。
[0023] 本實(shí)施方式效果：
[0024] 由于土壤對(duì)金屬的腐蝕性具有多樣性、不流動(dòng)性、不均勻性、時(shí)間季節(jié)性和地域性 等諸多特點(diǎn)，采用土壤類(lèi)型、電阻率、ph值、含水量、可溶性cr含量、可溶性so廣含量、空氣 容量和氧化還原電位九個(gè)指標(biāo)，首次提出了土壤對(duì)鍍鋅鋼接地網(wǎng)的腐蝕性評(píng)價(jià)方法。
[0025] 鍍鋅鋼是我國(guó)廣泛采用一種電力接地網(wǎng)材料，根據(jù)研宄成果，本實(shí)施方式提供了 一種變電站土壤對(duì)鍍鋅鋼材質(zhì)接地網(wǎng)腐蝕性的九指標(biāo)評(píng)價(jià)方法，采用土壤類(lèi)型、電阻率、pH 值、含水量、可溶性cr含量、可溶性so廣含量、空氣容量、氧化還原電位和變電站區(qū)域年平 均氣溫九個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)土壤對(duì)鍍鋅鋼材質(zhì)接地網(wǎng)腐蝕性能，此方法簡(jiǎn)單實(shí)用，充分考慮了變 電站土壤類(lèi)型、土壤理化性質(zhì)和變電站所在區(qū)域的氣候條件等因素，因此評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確性 好，與地網(wǎng)實(shí)際開(kāi)挖結(jié)果相近，具有較廣泛的推廣價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】 [0026] 二：本實(shí)施方式與一不同的是：步驟一中沿變電站場(chǎng) 地的某一對(duì)角線采集土壤樣品具體為：
[0027] (1)、選擇變電站場(chǎng)地的某一對(duì)角線，沿對(duì)角線方向挖4個(gè)直徑0. 8~1. 0m的試 坑；其中，每個(gè)試坑間距l(xiāng)〇m~11m，試坑深度與變電站接地網(wǎng)的實(shí)際埋設(shè)深度相同；
[0028] (2)、分別在每個(gè)試坑中取土壤樣品約2kg~2. 5kg。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施 方式一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0029] 三：本實(shí)施方式與一或二不同的是：步驟二中對(duì)步驟 一中取出的土壤進(jìn)行土壤物理和化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)依據(jù)全國(guó)土壤腐蝕試驗(yàn)網(wǎng)站編寫(xiě)的《材 料土壤腐蝕試驗(yàn)方法》，根據(jù)鍍鋅鋼接地網(wǎng)的腐蝕程度與土壤理化性質(zhì)之間的相關(guān)性，對(duì) 變電站土壤進(jìn)行樣品采集，并對(duì)土壤類(lèi)型、電阻率、ph值、含水量、可溶性cr含量、可溶性 so廣含量、空氣容量和氧化還原電位進(jìn)行檢測(cè)。其它步驟及參數(shù)與一或二相 同。
【具體實(shí)施方式】 [0030] 四：本實(shí)施方式與一至三之一不同的是：步驟三中根 據(jù)步驟二中得到的土壤物理指標(biāo)、化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)以及當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁卦u(píng)價(jià)土壤計(jì)算得到總 評(píng)價(jià)指數(shù)仏具體過(guò)程為：
[0031] (1)根據(jù)土壤類(lèi)型、電阻率、pH值、含水量、可溶性cr含量、可溶性so廣含量、空 氣容量、氧化還原電位和區(qū)域年平均氣溫九個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果，按表1中的規(guī)定，確定九個(gè) 指標(biāo)中各指標(biāo)的評(píng)價(jià)指數(shù)值Zi，其中，i= 1，2, 3~.，9;
[0032] ⑵根據(jù)評(píng)價(jià)指數(shù)值算總評(píng)價(jià)指數(shù)BE=Zi+VZfZfZs+Ze+Z^Zs+Zg;
[0033] 其中，Zi為土質(zhì)的理化指標(biāo)鍍鋅鋼評(píng)價(jià)指數(shù)，Z2為土壤電阻率鍍鋅鋼評(píng)價(jià)指數(shù)，Z3 為土壤含水量鍍鋅鋼評(píng)價(jià)指數(shù)，Z4為土壤空氣容量鍍鋅鋼評(píng)價(jià)指數(shù)，Z5為pH值鍍鋅鋼評(píng)價(jià) 指數(shù)；4為可溶性C廠含量鍍鋅鋼評(píng)價(jià)指數(shù)；〖7為可溶性SO廣含量鍍鋅鋼評(píng)價(jià)指數(shù)；Z8為氧 化還原電位Eh7鍍鋅鋼評(píng)價(jià)指數(shù)；&為區(qū)域年平均氣溫鍍鋅鋼評(píng)價(jià)指數(shù)；土質(zhì)為砂土、砂壤 土、壤土、壤粘土或粘土；
[0034] Xi為砂土Z 1，Xi為砂壤土Z 0、Xi為壤土Z 0、Xi為壤粘土Z -1 或X1 為粘土Zi= -2 ;其中，Xi為土壤類(lèi)型；
[0035] X2> 500，Z2= 6 ;200彡X2< 500，Z2= 4 ;100彡X2< 200，Z2= 2 ;50彡X2< 100， Z2= 0 ;20 彡X2< 50,Z2= -2 ;10 彡X2< 20,Z2= -4 ;X2< 10,Z2= -6 ;其中，X2為土壤 電阻率；
[0036] X3彡 5,Z3= 0 ;5 <X3彡 10,Z3= -1 ;10 <X3彡 20,Z3= -2 ;20 <X3彡 30,Z3 =-1 ;X3> 30,Z3= 0 ;其中，X3為土壤含水量；
[0037] X4為土壤空氣容量，Z4= -1 ;0 <X4彡 10,Z4= 1 ;10 <X4彡 20,Z4= 0 ;20 < X4^ 30,Z4= -1；X4> 30,Z4= -2 ；
[0038] X5> 9,Z5= 3 ;6. 5 <X5彡 9,Z5= 2 ;5. 5 <X5彡 6. 5,Z5= 0 ;4 <X5彡 5. 5,Z5 =-2 ;X5< 4，Z5= -3 ;其中，X#pH值；
[0039] X6< 100,Z6= 0 ;100 彡X6彡 500,Z6= -1 ;500 <X6彡 1000,Z6= -1 ;1000 < X6彡 2000，Z6= -2 ;2000 <X6彡 5000，Z6= -2 ;X6> 5000，Z6= -2 ;其中，X6為可溶性 cr含量；
[0040] X7< 100，Z7=0 ;100 彡X7< 300，Z7=0 ;300 <X7<