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摘 要:随着社会经济的发展和科技的进步,我国正在投入力量不断扩大电力系统的建设规模,并且颇有成效,在市场竞争中取得了不错的优势,也为人们的生活带来了很多的便利条件,所以现在需要考虑的问题就是如何功能进一步的提高电力系统输电线路的安全性。但是从目前来看有一个越来越严重的问题就是输电线路架空地线的断线问题。这个问题主要是来自高压输电线路经过地区的地形条件和气候条件的影响,也降低了输电线路的安全性和可靠性。电力企业部门的技术管理人员应该对这件事情高度重视起来,提高人员的安全保护意识和监控力度,多方面分析问题发生原因,定制科学有效的预防措施,把各项损失降到最低,这样对输电线路系统的平稳运行十分有利,还可以带动经济水平的提升。本文主要分析外层腐蚀对输电线路架空地线断线问题的影响,同时提出针对性的策略,为后期输电系统的质量提供了保障。
关键词:输电线路;架空地线;腐蚀原因;防范对策
中图分类号:TM755 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)35-0046-02
1 当前输电线路架空地线腐蚀原因分析
在解决问题时首先要了解问题产生的原因,所以我们在制定防止腐蚀的措施时要先掌握腐蚀产生的原因,这样才能有针对性的解决问题。
1.1 溶液腐蚀
金属的内部保护机制使得它可以生成一层致密的氧化物薄膜,在干燥的空气中可以起到保护作用。但是如果金属表面有水分,空气中的气体溶于水生成了电解质溶液,会形成一个电池的装置,加快金属腐蚀。
1.2 空气腐蚀
不同金属在不同气体中抵抗腐蚀的程度不同,例如对亚硫酸气体而言,铜的耐腐蚀性就不如铝,对沿海地区还有盐分的潮湿空气来说,铜的耐腐蚀能力最强。对导线的空气曝露试验进行研究,我们发现在条件比较好的农业地区,钢线腐蚀最严重,其余几种材质之间没有明显的差别;腐蚀情况比较严重的地区,铜线的耐腐蚀性是最好的。绞线和单股线相比较郊绞线的腐蚀较轻,因为在线的股数较多时,内层的线会受到外层线的保护腐蚀程度较轻,每一股线越细腐蚀情况就越严重;当然耐腐蚀性也和股线的纯度有关,纯度越高,形成微电池的可能性越低,股线的耐腐蚀程度就越高。目前我国使用最广泛的是钢芯铝绞线,导致腐蚀的原因是空气腐蚀、钢线和铜线接触形成微电池加速腐蝕、绞线间隙腐蚀等等。
2 防止输电线路架空地线腐蚀策略
防腐的措施应该根据造成腐蚀的原因有针对性的解决,根据以上导致腐蚀的原因我,我们例举了几个具体的措施:选择避开腐蚀环境的线路路径;选择适合本地区的输电材料;输电线表面覆盖适合的保护层。
2.1 导线防腐
输电导线所用的材料不外乎铁、铜、铝三种材料,就活泼性而言,铝是最活泼的,其次是铁,铜最不活泼,所以除了有亚硫酸腐蚀气体的地区外,铜线可以使用在各种环境中,而且不需要采取防止腐蚀的方法。因此我们主要讨论铝线和钢线的腐蚀。铝线腐蚀:铝线因为在空气中会形成致密的薄膜所以应该避免接触其他种类的金属,防腐办法是用铝合金线替换掉钢芯或者是把钢芯铝线全部换成铝合金线,这样的话防腐蚀能力是提高了但是面临着导线强度降低的风险;可以采用覆盖保护层的方法来使钢芯铝线与空气隔绝,保护层用的材料主要是无皂黄油和非晶型蜡,同时把钢芯铝线换成钢芯铝绞线;增加铝线的耐腐蚀性可以在最外层用纯度非常高的铝做钢芯铝绞线。钢铁防腐:架空地线采用的主要是镀锌的钢绞线,但是耐腐蚀性能并不好,所以为了减缓腐蚀速度应该采用铝包钢线。
2.2 铁塔防腐
镀锌:建造铁塔应该全部用热镀锌的钢材进行表面覆盖保护,镀锌可以有效地防止钢材发生腐蚀,因为在金属的活动性顺序中,锌是排在铁前面的活泼性较强,所以会先腐蚀锌保护铁,并且,锌在腐蚀之后生成的是一种结构致密的物质可以阻止进一步的腐蚀。刷漆:当镀锌铁塔在超过镀锌的耐用年限之后,铁塔表面由于腐蚀就会产生黄色的锈蚀,尤其是在有螺栓的地方和雨水冲刷不到的地方最容易腐蚀,可以用耐水、耐高温的锌黄底漆来涂刷,也可以使用长油度醇酸树脂涂料和铝粉漆来涂刷。
2.3 接地体防腐
①在可以接触到空气的浅层土壤处接地体的腐蚀是最为严重的,接地引下线可以采用镀锌的方法防止腐蚀,但是水平接地体由于性质的原因是直接埋入地下使用的不方便采用镀锌的方法,如果一些场合腐蚀情况比较严重应该采用加大接地圆钢直径的方法。基础也是需要考虑防腐的,通常需要将基础自身和基础所在的环境相隔绝形成绝缘体,但是当接地装置失去作用时,会产生副作用使基础防腐层失去应用的作用,所以接地体的防腐要求很高。在腐蚀严重地区可以采用的方法有:改用其他材质的接地体,铜的活动性排在氢后面所以不是特别活泼,抗自然腐蚀的能力很强在土壤中不易被腐蚀,但由于铜的电解腐蚀率虽然略高于钢,但铜具有较好的,在土壤中铜的腐蚀率是较低的,但是造价高且易被盗。②在接地体上热镀锌锌是相当活泼的金属,在锌层没有被破坏的情况下,锌的表面会生成一层薄而致密的腐蚀产物,并均匀地覆盖在表面上起着隔离周围介质的作用,从而阻止进一步腐蚀,在锌层发生破坏并显露铁点时,锌作为阳极被溶解,铁只起传导电子作用,受到保护。③在接地体上涂刷导电防腐涂料,导电防腐涂料为天然高分子材料、导电高分子材料、阻聚剂、抗氧剂、稀释剂和填料等物质组。
3 提高输电线路架空地线断线问题的针对性解决策略
3.1 严格检测材料设备质量
采取有效的防范措施对输电线路的安全运行是至关重要的,技术人员要严格检测材料设备的质量,只有达标的材料才能投入使用,可以减少断线事故的发生。具体而言,采购这样的电线,要考虑线路的尺寸大小和运行效果,需要注意到是衔接的地线不要留有太多的衔接口。电力企业单位不要过多的追求经济效益而节省资金成本的投入,要以确保线路的质量为基本前提。制备线路材料的生产厂家要严格检测电线线路,若发觉了地线断线问题,技术人员要及时向上级部门反映,最大程度的减少电线的损伤,根据线路管理的基本流程进行调整和更换。 3.2 技术人员加强线路监测与控制
输电线路架空地線是相互连接、相互影响的,技术人员要明确管控主体,定期对设备线路进行检测与维修,加强线路的全面监测与控制,对现有的线夹进行安全查验。当发现线路处于冰冻状态时,就要全面检查分析,没能搜盖着偏厚冰层的地线也进入了冰层内容,因此这种线路要侧重管控。输电线路系统受恶劣天气的影响,技术人员要全面查验那些惯常舞动的电线,做好日常维护与管理工作。对安110~220kV的线路要定期抽验,线路抽检要设定在铝质导线、地线衔接层以上。技术人员还要及时观测输电线路架空地线的抗拉强度,采取针对性措施进行维护管理。
3.3 做好防雷击安全保护工作
输电线路架空地线容易出现不同的问题,影响了整个电力系统的稳定性,技术人员采取有效措施做好防雷击安全保护工作能够降低架空地线断线问题的产生。技术人员要做好防雷击保护工作,将输电线路的电流电压数值控制在合理的范围内,选取合规的塔型,适当调控杆塔高度,起到了避雷分流的效果。双避雷线要大于单股态势下的避雷线,能够有效降低故障问题的产生,在110~220kV输电线路操作过程中技术人员要定期检测输电线路的运行状态,对存在的不安全因素进行分析探究,确保线路装置的电阻值符合规定的标准,从而消除安全隐患。对于雷击比较频繁的地形区域,需要在输电线路上安装避雷器,能够有效降低雷击对输电线路带来的损害,确保人们的生命财产安全。
4 结束语
总而言之,我国电力系统具有重要应用价值,采取有效的防范管理措施做好输电线路架空地线保护尤为重要,技术人员在设计架空线时要综合考虑外界影响因素分析探究问题,能够有效抵抗各种自然灾害的发生。随着电网系统的日益完善和扩大,输电架空线路安装施工也越来越复杂,技术人员要树立安全保护意识,深入研究不同的地形条件,提高架空线的设计管理水平,有利于减少架空地线断线现象的产生,为各大电力企业创造更高的经济效益。
参考文献
[1]崔 勇,聂新华,简 钢,姬德森.电网架空地线防覆冰自动运行装置研究[J].高压电器,2016(04):152~156+162.
[2]李 海.输电线路雷击架空地线断线原因探析[J].中国高新技术企业,2016(12):133~134.
[3]范 敏.500kV输电线路直线塔架空地线断线快速修复方法[J].机电信息,2016(09):8~9+11.
[4]张 琛,任志刚,周 恺,王 谦,叶 宽.一起220kV架空输电线路覆冰雪断线故障分析[J].电气应用,2014(15):28~30+38.
[5]赖达峰.输电线路雷击架空地线断线的原因分析及防雷措施[J].科技创新导报,2011(17):139.
收稿日期:2018-11-1
作者简介:吕官强(1981-),男,工程师,本科,主要从事输电线路设计工作。
关键词:输电线路;架空地线;腐蚀原因;防范对策
中图分类号:TM755 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)35-0046-02
1 当前输电线路架空地线腐蚀原因分析
在解决问题时首先要了解问题产生的原因,所以我们在制定防止腐蚀的措施时要先掌握腐蚀产生的原因,这样才能有针对性的解决问题。
1.1 溶液腐蚀
金属的内部保护机制使得它可以生成一层致密的氧化物薄膜,在干燥的空气中可以起到保护作用。但是如果金属表面有水分,空气中的气体溶于水生成了电解质溶液,会形成一个电池的装置,加快金属腐蚀。
1.2 空气腐蚀
不同金属在不同气体中抵抗腐蚀的程度不同,例如对亚硫酸气体而言,铜的耐腐蚀性就不如铝,对沿海地区还有盐分的潮湿空气来说,铜的耐腐蚀能力最强。对导线的空气曝露试验进行研究,我们发现在条件比较好的农业地区,钢线腐蚀最严重,其余几种材质之间没有明显的差别;腐蚀情况比较严重的地区,铜线的耐腐蚀性是最好的。绞线和单股线相比较郊绞线的腐蚀较轻,因为在线的股数较多时,内层的线会受到外层线的保护腐蚀程度较轻,每一股线越细腐蚀情况就越严重;当然耐腐蚀性也和股线的纯度有关,纯度越高,形成微电池的可能性越低,股线的耐腐蚀程度就越高。目前我国使用最广泛的是钢芯铝绞线,导致腐蚀的原因是空气腐蚀、钢线和铜线接触形成微电池加速腐蝕、绞线间隙腐蚀等等。
2 防止输电线路架空地线腐蚀策略
防腐的措施应该根据造成腐蚀的原因有针对性的解决,根据以上导致腐蚀的原因我,我们例举了几个具体的措施:选择避开腐蚀环境的线路路径;选择适合本地区的输电材料;输电线表面覆盖适合的保护层。
2.1 导线防腐
输电导线所用的材料不外乎铁、铜、铝三种材料,就活泼性而言,铝是最活泼的,其次是铁,铜最不活泼,所以除了有亚硫酸腐蚀气体的地区外,铜线可以使用在各种环境中,而且不需要采取防止腐蚀的方法。因此我们主要讨论铝线和钢线的腐蚀。铝线腐蚀:铝线因为在空气中会形成致密的薄膜所以应该避免接触其他种类的金属,防腐办法是用铝合金线替换掉钢芯或者是把钢芯铝线全部换成铝合金线,这样的话防腐蚀能力是提高了但是面临着导线强度降低的风险;可以采用覆盖保护层的方法来使钢芯铝线与空气隔绝,保护层用的材料主要是无皂黄油和非晶型蜡,同时把钢芯铝线换成钢芯铝绞线;增加铝线的耐腐蚀性可以在最外层用纯度非常高的铝做钢芯铝绞线。钢铁防腐:架空地线采用的主要是镀锌的钢绞线,但是耐腐蚀性能并不好,所以为了减缓腐蚀速度应该采用铝包钢线。
2.2 铁塔防腐
镀锌:建造铁塔应该全部用热镀锌的钢材进行表面覆盖保护,镀锌可以有效地防止钢材发生腐蚀,因为在金属的活动性顺序中,锌是排在铁前面的活泼性较强,所以会先腐蚀锌保护铁,并且,锌在腐蚀之后生成的是一种结构致密的物质可以阻止进一步的腐蚀。刷漆:当镀锌铁塔在超过镀锌的耐用年限之后,铁塔表面由于腐蚀就会产生黄色的锈蚀,尤其是在有螺栓的地方和雨水冲刷不到的地方最容易腐蚀,可以用耐水、耐高温的锌黄底漆来涂刷,也可以使用长油度醇酸树脂涂料和铝粉漆来涂刷。
2.3 接地体防腐
①在可以接触到空气的浅层土壤处接地体的腐蚀是最为严重的,接地引下线可以采用镀锌的方法防止腐蚀,但是水平接地体由于性质的原因是直接埋入地下使用的不方便采用镀锌的方法,如果一些场合腐蚀情况比较严重应该采用加大接地圆钢直径的方法。基础也是需要考虑防腐的,通常需要将基础自身和基础所在的环境相隔绝形成绝缘体,但是当接地装置失去作用时,会产生副作用使基础防腐层失去应用的作用,所以接地体的防腐要求很高。在腐蚀严重地区可以采用的方法有:改用其他材质的接地体,铜的活动性排在氢后面所以不是特别活泼,抗自然腐蚀的能力很强在土壤中不易被腐蚀,但由于铜的电解腐蚀率虽然略高于钢,但铜具有较好的,在土壤中铜的腐蚀率是较低的,但是造价高且易被盗。②在接地体上热镀锌锌是相当活泼的金属,在锌层没有被破坏的情况下,锌的表面会生成一层薄而致密的腐蚀产物,并均匀地覆盖在表面上起着隔离周围介质的作用,从而阻止进一步腐蚀,在锌层发生破坏并显露铁点时,锌作为阳极被溶解,铁只起传导电子作用,受到保护。③在接地体上涂刷导电防腐涂料,导电防腐涂料为天然高分子材料、导电高分子材料、阻聚剂、抗氧剂、稀释剂和填料等物质组。
3 提高输电线路架空地线断线问题的针对性解决策略
3.1 严格检测材料设备质量
采取有效的防范措施对输电线路的安全运行是至关重要的,技术人员要严格检测材料设备的质量,只有达标的材料才能投入使用,可以减少断线事故的发生。具体而言,采购这样的电线,要考虑线路的尺寸大小和运行效果,需要注意到是衔接的地线不要留有太多的衔接口。电力企业单位不要过多的追求经济效益而节省资金成本的投入,要以确保线路的质量为基本前提。制备线路材料的生产厂家要严格检测电线线路,若发觉了地线断线问题,技术人员要及时向上级部门反映,最大程度的减少电线的损伤,根据线路管理的基本流程进行调整和更换。 3.2 技术人员加强线路监测与控制
输电线路架空地線是相互连接、相互影响的,技术人员要明确管控主体,定期对设备线路进行检测与维修,加强线路的全面监测与控制,对现有的线夹进行安全查验。当发现线路处于冰冻状态时,就要全面检查分析,没能搜盖着偏厚冰层的地线也进入了冰层内容,因此这种线路要侧重管控。输电线路系统受恶劣天气的影响,技术人员要全面查验那些惯常舞动的电线,做好日常维护与管理工作。对安110~220kV的线路要定期抽验,线路抽检要设定在铝质导线、地线衔接层以上。技术人员还要及时观测输电线路架空地线的抗拉强度,采取针对性措施进行维护管理。
3.3 做好防雷击安全保护工作
输电线路架空地线容易出现不同的问题,影响了整个电力系统的稳定性,技术人员采取有效措施做好防雷击安全保护工作能够降低架空地线断线问题的产生。技术人员要做好防雷击保护工作,将输电线路的电流电压数值控制在合理的范围内,选取合规的塔型,适当调控杆塔高度,起到了避雷分流的效果。双避雷线要大于单股态势下的避雷线,能够有效降低故障问题的产生,在110~220kV输电线路操作过程中技术人员要定期检测输电线路的运行状态,对存在的不安全因素进行分析探究,确保线路装置的电阻值符合规定的标准,从而消除安全隐患。对于雷击比较频繁的地形区域,需要在输电线路上安装避雷器,能够有效降低雷击对输电线路带来的损害,确保人们的生命财产安全。
4 结束语
总而言之,我国电力系统具有重要应用价值,采取有效的防范管理措施做好输电线路架空地线保护尤为重要,技术人员在设计架空线时要综合考虑外界影响因素分析探究问题,能够有效抵抗各种自然灾害的发生。随着电网系统的日益完善和扩大,输电架空线路安装施工也越来越复杂,技术人员要树立安全保护意识,深入研究不同的地形条件,提高架空线的设计管理水平,有利于减少架空地线断线现象的产生,为各大电力企业创造更高的经济效益。
参考文献
[1]崔 勇,聂新华,简 钢,姬德森.电网架空地线防覆冰自动运行装置研究[J].高压电器,2016(04):152~156+162.
[2]李 海.输电线路雷击架空地线断线原因探析[J].中国高新技术企业,2016(12):133~134.
[3]范 敏.500kV输电线路直线塔架空地线断线快速修复方法[J].机电信息,2016(09):8~9+11.
[4]张 琛,任志刚,周 恺,王 谦,叶 宽.一起220kV架空输电线路覆冰雪断线故障分析[J].电气应用,2014(15):28~30+38.
[5]赖达峰.输电线路雷击架空地线断线的原因分析及防雷措施[J].科技创新导报,2011(17):139.
收稿日期:2018-11-1
作者简介:吕官强(1981-),男,工程师,本科,主要从事输电线路设计工作。