一种变电站接地网土壤腐蚀性评价方法技术

本发明专利技术提供一种变电站接地网土壤腐蚀性评价方法。所述变电站接地网土壤腐蚀性评价方法首先是确定土壤的含水率、电阻率、pH值和可溶性盐总量为四个评价参数；再采用网格法划分区域取样，并分别对样品土壤的四个参数进行测试和分析，然后根据测试和分析结果，对每个区域的样品土壤理化性质打分，其打分标准分为酸性土和碱性土；再将每个区域样品土壤的四个参数的分数相加，分别得到总分为Z，取其中最高的总分值作为变电站土壤腐蚀性的等级评分值，确定变更站的土壤腐蚀等级。本发明专利技术操作简单、实施方便、准确率高，不仅可以用于湖北省等地区的变电站接地网土壤腐蚀性评价，也可用于他行业的土壤腐蚀性评价。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供。所述变电站接地网土壤腐蚀性评价方法首先是确定土壤的含水率、电阻率、pH值和可溶性盐总量为四个评价参数；再采用网格法划分区域取样，并分别对样品土壤的四个参数进行测试和分析，然后根据测试和分析结果，对每个区域的样品土壤理化性质打分，其打分标准分为酸性土和碱性土；再将每个区域样品土壤的四个参数的分数相加，分别得到总分为Z，取其中最高的总分值作为变电站土壤腐蚀性的等级评分值，确定变更站的土壤腐蚀等级。本专利技术操作简单、实施方便、准确率高，不仅可以用于湖北省等地区的变电站接地网土壤腐蚀性评价，也可用于他行业的土壤腐蚀性评价。【专利说明】
本专利技术涉及变电站接地网土壤腐蚀性评价方法，尤其是针对湖北地区的。
技术介绍
随着电力系统的不断发展，对电力的安全性能也越来越高，变电站运行过程的安全可靠性也越来越受到关注。接地网是在电气设备和大地之间的电气连接，是电力系统安全可靠运行、保障电气设备和运行人员安全的重要设施。接地网埋设地下约0.6m左右，所用材料主要为普通碳钢。由于受到土壤的电化学腐蚀等作用，随着运行时间的增加，接地网必然受到不同程度的腐蚀。接地网的腐蚀使得接地体截面减小，甚至断裂，容易导致地网接地性能不良，热稳定性达不到要求，电路电流将会烧坏接地网，使得变电站内出现高电位差，造成其它主要设备的毁坏事故，还会危及人身安全。在我国因地网腐蚀或发生断裂而引起的电力系统事故时有发生，每次事故都带来了巨大的经济损失。近年来国内各省电科院对运行一定年限的变电站接地网进行开挖检查发现，各接地网均有不同程度的腐蚀，且因地区和环境不同，而差异很大，个别站接地网多处断裂，腐蚀达80%。目前我国变电站在设计时，接地网选材主要依据《电气性能和设计手册》提供的参数进行，较多地关注接地网电阻、接触电势和跨步电压等参数是否符合要求，变电站选址主要依据环境评价和需要进行，几乎没有考虑材料的耐蚀性和变电站的土壤特性。在运行阶段，非常重视接地电阻的测量，忽略对设备接地引线和接地网的腐蚀状况检查和评估。接地网检修依据《预防性试验规程》或按照国家电网公司开展反事故斗争确保迎峰度夏期间电网安全稳定运行要求，选取一定数量的点，定期开挖检查接地网的腐蚀状态，如在检查中发现接地网腐蚀严重，根据其腐蚀程度对接地网进行全面改造或局部加强型改造，其选材依据仍是《电气性能和设计手册》，未考虑材料的耐蚀性能和土壤的腐蚀性；如接地网腐蚀程度一般，根据测量的截面积推算平均腐蚀速率，确定下一个检查周期。该方法主要存在以下的缺点，一是在设计阶段选材带有一定的盲目性，针对性差，由于缺乏对土壤的了解，可能造成材料级别过低或过高，级别过低达不到设计寿命，级别过高则造成资源的浪费；同时由于缺乏土壤特性数据和金属腐蚀数据而无法指导防腐设计。二是按时间周期进行的开挖检查，工程量大，针对性差，与接地网的健康状态几乎没有关系，对于腐蚀性弱的土壤，不必要的开挖检查，造成了人力、物力和财力的浪费，对于腐蚀性强或特强的土壤，接地网因腐蚀该进行检修补强而没有进行，不仅错过了采取保护措施、延长地网寿命的好时机，还会因地网接地性能下降形成重大的安全隐患。电力行业标准DL/T5394-2007《电力工程地下金属构筑物防腐技术导则》提出采用检测金属材料在土壤中的腐蚀电流密度和平均腐蚀速率判定腐蚀等级的方法，一般地区的土壤腐蚀性主要以土壤电阻率作为评价指标，同时参考氧化还原电位和土壤pH值。但目前金属材料土壤中的腐蚀电流密度尚无可靠的测量仪器，平均腐蚀速率主要通过埋片失重法获得，试验周期长，费时费力，重现性差，不能预测土壤的腐蚀性。我国不少油田和生产部门一直采用土壤电阻率作为评价土壤腐蚀性的指标，这种评价方法十分方便，在某些场合较为可靠，但由于土壤的含水量和含盐量在一定程度上决定着土壤电阻率的高低，它们并不呈线性关系，而且不同的土壤其含水量和含盐量差别较大，文献显示单纯地采用电阻率作为评价指标常常出现误判。电力行业标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》要求接地装置的防腐设计宜按当地的腐蚀数据进行设计，没有提出具体的评价方法和腐蚀数据取值方法，并且我国电力行业也没有土壤腐蚀性评价方法。目前国内外不少科学工作者提出了许多根据土壤理化性质评价土壤腐蚀性的方法，试图通过已知的土壤理化因素，对土壤的腐蚀性作出评价。根据指标的多少分为单项指标评价法和多项指标综合法。单项指标包括土壤电阻率、含水量、含盐量等，而土壤是一个十分复杂的腐蚀性环境，种类较多，性质各异，并且各腐蚀性因素之间交互作用，许多例子表明单用一个指标对土壤腐蚀性进行判断，经常会出现误判现象。多项指标法主要有德国Baeckman 土壤腐蚀评价法和美国ANSI A21.5 土壤腐蚀评价法，均是先对土壤理化指标打分，然后进行腐蚀性等级评价。前者考虑的指标有12项，包括土质、土壤电阻率、含水量、PH值、酸碱度、硫化物、中性盐、埋设试样处地下水的情况、氧化还原电位等，由于该标准考虑因素较多，在实际应用中很难收集齐全，有些因素测量非常不方便。后者只针对铸铁管在土壤中使用时是否需用聚乙烯保护膜，在其他情况下未必可行。 申请人:在湖北地区，对51个变电站接地网的腐蚀检查、Q235钢的埋片失重试验和土壤的理化性质分析结果表明，接地网腐蚀是多因素共同作用的结果，各腐蚀性因素与金属腐蚀速率之间的关系较复杂，不能用一个土壤因素来判定土壤腐蚀性，如在酸性土壤中，金属的腐蚀速率不但不因电阻率很高而降低，反而比一般的中碱性高很多。Baeckman法中的部分指标不易测量，应用不方便。因此根据土壤特性建立适用的湖北地区变电站土壤腐蚀性评价方法是十分必要的，对解决变电站接地网目前存在的设计、运行、检修、防腐等方面的问题具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服目前各种土壤腐蚀性评价方法中存在的缺点，提出一种简单、方便、准确的变电站接地网土壤腐蚀性评价方法，该评价方法根据土壤选择适合的评分参数和评分标准，可以准确、简单的评价出变电站接地网土壤腐蚀性，特别适合湖北地区等一些其它区域变电站接地网土壤腐蚀性的标准评价。本专利技术提供的，其特征在于包括以下步骤:( I)确定土壤的含水率、电阻率、PH值和可溶性盐总量为四个评价参数；(2)采用网格法将变电站划分为若干区域，每个区域的土壤均匀一致，在每个网格区域内采取部分样品土壤，取样深度与接地网埋设深度一致，并对于每个采样单元的土壤现场测量电阻率；采样时根据土壤类型、地形、面积和是否采用其他区域土壤回填等来判断土壤的划分标准，划分后尽量保证每个区域的土壤均匀一致，并保证所采集的样品能代表此区域的土壤特性，每个采样点采取Ikg左右的土壤；(3)每个区域采集的样品土壤分两部分，其中一部分取出后立即装入已称好重量的铝盒内，加盖密封；另外一部分的土壤样品转给塑料袋中带回实验室，然后自然风干后研磨，至全部通过筛孔为2_的过滤筛后，收集到样品瓶中备用，并在每个样品瓶外贴上信息标签，样品土壤在风干和收集过程中避免高温、污染和暴晒；(4)将步骤(3)中每个装有湿土的铝盒称重记录，然后打开盖子放入105~110°C烘箱中，烘干至恒重，计算土壤含水率；并分析每个样品瓶中样品土壤的PH值和可溶性盐总量，分别记录每个区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站接地网土壤腐蚀性评价方法，其特征在于包括以下步骤：（1）确定土壤的含水率、电阻率、pH值和可溶性盐总量为四个评价参数；（2）采用网格法将变电站划分为若干区域，每个区域的土壤均匀一致，在每个网格区域内采取部分样品土壤，取样深度与接地网埋设深度一致，并在每个采样单元现场测量土壤电阻率；（3）每个区域采集的样品土壤分两部分，其中一部分取出后立即装入已称好重量的铝盒内，加盖密封；另外一部分的土壤样品装袋带回实验室自然风干后研磨，至全部通过筛孔为2mm的过滤筛后，收集到样品瓶中备用，并在每个样品瓶外贴上信息标签，样品土壤在风干和收集过程中避免高温、污染和暴晒；（4）将步骤（3）中每个装有湿土的铝盒称重记录，然后打开盖子放入105～110℃烘箱中，烘干至恒重，计算土壤含水率；并分析每个样品瓶中样品土壤的pH值和可溶性盐总量，分别记录每个区域中样品土壤的pH值（Z1）、含水率（Z2）、可溶性盐总量（Z3）和电阻率（Z4），根据测试和分析结果，对每个区域的样品土壤理化性质打分，其打分标准分为酸性土和碱性土；其中酸性土的评分标准具体如下：pH值（Z1）评分标准为：Z1<5，为7分；5.0≤Z1<6.0，为5分；6.0≤Z1<6.5，为3分，6.5≤Z1<7.0，为1分；含水率（Z2）的评分标准：Z2<10，为0分；10≤Z2<15，为1分；15≤Z2<30，为2分；Z2≥30，为1分；可溶性盐总量（Z3）的评分标准：Z3<0.01，为0分；0.01≤Z2<0.1，为1分；0.1≤Z2<0.4，为2分；Z2≥0.4，为3分；电阻率（Z4）的评分标准：Z4<10，为3分；10≤Z4<30，为2分；Z4≥30，为1分；碱性土的评分标准具体如下：pH值（Z1）评分标准为：7≤Z1≤8.5，为1分；Z1≥8.5，为0分；含水率（Z2）的评分标准：Z2<10，为0分；10≤Z2<15，为1分；15≤Z2<30，为2分；30≤Z2<40，为1分；Z2≥40，为0分；可溶性盐总量（Z3）的评分标准：Z3<0.1，为0分；0.1≤Z2<0.5，为1分；0.5≤Z2<1，为2分；1≤Z2<2，为4分；Z2≥2，为6分；电阻率（Z4）的评分标准：Z4<20，为2分；20≤Z4<50，为1分；Z4≥50，为0分；（4）将每个区域样品土壤的四个参数的分数相加，分别得到总分为Z，并取其中最高的总分值作为变电站土壤腐蚀性的等级评分值，确定变更站的土壤腐蚀等级，具体等级评分标准为：Z<3，腐蚀性为弱；3≤Z<6，其腐蚀性为中等；6≤Z<9，其腐蚀性为强；Z≥9，其腐蚀性为特强。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余建飞，张明，李善风，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖北省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：