电网接地材料防护技术
专题论文汇编
铜覆钢在酸性土壤中的交流电腐蚀行为研究
田旭;裴锋;刘欣;曾祥;贾蕗路;[目的]铜覆钢作为接地金属常年深埋于土壤中，同时叠加交流干扰电流的影响，其腐蚀行为比较复杂，值得深入研究。[方法]在实验室模拟酸性土壤环境，施加不同电流密度和时间的交流干扰电流，研究不同条件下土壤的性质，以及铜覆钢的耐蚀性和接地电阻的变化。[结果]土壤在铜的交流电腐蚀过程中发生酸化，其电阻率随交流电流密度的增大呈现先降低后略微上升的趋势。铜层表面的Cu_2O腐蚀产物膜随电流密度增大而逐渐变得完整，导致其导电性能下降。当电流密度增大到使局部区域开始形成二价铜腐蚀产物时，膜层的完整性和致密性下降，其导电性能不再有显著的变化。铜覆钢经过交流电腐蚀后，其耐蚀性总体呈下降趋势，尤其是当电流密度较小，膜层覆盖不完整时最为明显。[结论]总体而言，交流电土壤腐蚀会降低铜覆钢的耐蚀性和增大接地电阻，并促进土壤的酸化。
红壤中直流杂散电流对铜腐蚀行为的影响
刘欣;李冠华;裴锋;徐碧川;田旭;贾蕗路;[目的]研究直流杂散电流对红壤环境中纯铜腐蚀行为的影响，为电力系统接地网材料的腐蚀防护提供参考。[方法]通过实验室模拟红壤环境，在0.1～0.4 mA/cm~2的直流电流密度下进行24 h恒流腐蚀试验。采用电化学工作站监测纯铜的电位动态变化，结合失重法计算腐蚀速率，并运用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析腐蚀形貌及产物组成。[结果]纯铜的腐蚀速率与电流密度呈正相关，实际腐蚀速率与理论值的偏差在2.91%～10.21%之内。电位演变呈现先快速下降后缓慢上升，最后趋于动态平衡的特征，腐蚀产物以疏松多孔的Cu_2O为主，表面呈现典型的局部腐蚀形貌。[结论]直流杂散电流显著加剧红壤中纯铜的腐蚀进程，可通过电流密度有效预测腐蚀速率。本文的研究结果为接地网材料的腐蚀评估提供了依据。
多种阴离子共存对接地金属在吉林地区土壤中腐蚀行为的影响
高健桐;张喻贤;张铁涛;李可可;关潇卓;王铁铮;张兰河;[目的]土壤中往往存在多种阴离子，探究土壤中多种阴离子共存对不同金属腐蚀的影响具有重要的意义。[方法]通过浸泡腐蚀试验、电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线测试，结合腐蚀产物形貌和元素组成分析，研究不同浓度比Cl~-、SO_4~(2-)和HCO_3~-共存对Q235碳钢和304不锈钢在吉林地区土壤中腐蚀行为的影响。[结果]Cl~-、SO_4~(2-)和HCO_3~-对Q235碳钢和304不锈钢的土壤腐蚀存在协同作用。两种接地钢的腐蚀速率均随时间延长呈总体减小的趋势，Q235钢以均匀腐蚀为主，304不锈钢则以点蚀为主。在相同Cl~-/SO_4~(2-)/HCO_3~-浓度比下，304不锈钢的腐蚀速率HCO_3~-和腐蚀程度远低于Q235钢。Cl~-因其半径小及穿透力强而优先破坏钝化膜，引发点蚀。低浓度HCO_3~-会促进阳极溶解，高浓度HCO_3~-能够使Q235碳钢形成保护层，但会加剧304不锈钢的酸性环境腐蚀。[结论]Q235碳钢适用于HCO_3~-含量较高的土壤环境，304不锈钢需避免高Cl~-与HCO_3~-协同作用区域，该结论可为输电杆塔接地装置的材料选型及区域性腐蚀防护策略制定提供理论支撑。
四种接地材料在土壤中的氧浓差宏电池腐蚀行为
周梦鑫;王震宇;[目的]研究4种接地材料在模拟土壤氧浓差宏电池环境下的腐蚀行为。[方法]根据宏观形貌、微观形貌、电位差、锈层成分、宏电池电流密度、腐蚀速率、电化学阻抗谱等测试与表征结果，对比研究了不同接地材料在汕头土壤氧浓差宏电池环境下的腐蚀行为。[结果]导电高分子基复合接地材料在砂土与黏土中的腐蚀速率分别为0.13 mm/a与0.053 mm/a，大约是20钢的1/30、镀锌钢的1/28和紫铜的1/20。导电高分子基复合接地材料的宏电池电位差和电流密度最小，宏电池腐蚀效应最弱。[结论]在土壤氧浓差宏电池腐蚀环境下，导电高分子基复合接地材料的耐腐蚀性能最强。
热浸镀锌螺栓在不同大气环境中的腐蚀行为研究及其环保性能评价指标分析
王倩;樊志彬;黄振宁;张博颐;杜宝帅;姜波;王蝶;吴亚平;[目的]为科学评估热浸镀锌螺栓在不同大气环境下的服役寿命差异及其对生态环境的影响，以及建立全生命周期环保性能评价体系，本研究通过分析镀锌螺栓在典型环境下的腐蚀行为，结合环境属性量化其生产环节的环境影响指标，为电力系统选材优化与维护策略提供理论依据。[方法]在三亚(SY)、武汉(WH)、潍坊(WF)和青岛(QD)4个典型大气环境中对镀锌螺栓进行了为期12月和24月的暴露试验，通过形貌观察、腐蚀速率计算、拉曼光谱分析及电化学测试分析镀锌螺栓在4种不同典型大气环境下的腐蚀行为。并基于ISO 14042:2000标准运用IMPACT2002+方法构建环保性能评价指标体系。[结果]镀锌螺栓在不同典型环境中均具有较好的耐蚀性，主要以均匀腐蚀为主，并伴随局部腐蚀坑，最高腐蚀速率为18.22μm/a，腐蚀坑深度集中于7～11μm。腐蚀速率排序呈现阶段性差异，12月时为WF>WH>SY>QD,24月时转为WF>WH>QD>SY。拉曼分析表明，镀锌螺栓在QD地区暴露24月后的腐蚀产物以低保护性Zn_5Cl_2(OH)_8·H_2O为主，而其余地区形成致密的Zn_5(CO_3)_2(OH)_6。电化学测试显示，12个月时QD地区样品极化电阻最高，腐蚀电流密度最低；24个月时SY地区样品的耐蚀性最优，WF地区样品始终表现最差。[结论]镀锌螺栓腐蚀速率的差异与表面腐蚀产物膜的保护效能密切相关，低致密性产物对基体的保护性较低，因而腐蚀速率增大。基于生产过程环境属性分析，确立化学需氧量、酸化潜值、富营养化潜值、固体废弃物、可吸入无机物及全球气候变暖潜值为热浸镀锌环保性能核心评价指标，实现腐蚀防护效能与环境影响的协同评估。
五种接地材料在中性盐雾环境中的长期腐蚀行为研究
陈欣欣;李越颖;王震宇;[目的]研究新型导电高分子基复合接地材料及其他常见的金属接地材料在中性盐雾中的长期腐蚀行为。[方法]通过5000h中性盐雾试验，结合腐蚀失重测量、电化学阻抗谱、白光干涉仪等表征方法，分析了多种接地材料在中性盐雾环境中的耐蚀性。[结果]导电高分子基复合接地材料经中性盐雾试验5 000 h后不发生腐蚀，具有极强的耐腐蚀能力，而紫铜、铜覆钢、镀锌钢和石墨烯合金均发生不同程度的腐蚀。电化学阻抗分析表明，导电高分子基复合接地材料具备最高的电荷转移电阻。[结论]相较于其他4种常见的接地材料，导电高分子基复合接地材料在中性盐雾环境中最稳定，具备优异的耐蚀性。