架空输电线路的腐蚀原因及对策

摘 要：针对架空输电线路的腐蚀问题，进行原因分析，并对线路中不同元件的腐蚀，采取了不同的
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　　防腐措施。
　　关键词：输电线；腐蚀 ；措施
　　中图分类号：TM72 文献标识码：A
　　高压架空输电线路经过污秽严重地区，特别是化工区地段，工厂排出的烟尘和有害气体等，使空气遭到污染，其杆塔、金和导地线都会受到腐蚀，使保护杆塔、金具和导地线的镀锌层遭到破坏，失去保护作用，从而使杆塔、金具和导地线等设施发生锈蚀，降低强度，影响安全运行，缩短线路使用年限。另外，除空气污染腐蚀外，不同金属的直接接触、或与酸性、碱性化学物品的接触等也都能产生腐蚀，线路经过盐碱地带时对杆塔接地装置和铁塔基础均能产生腐蚀。因此，对于腐蚀原因要进行细致的调查，才能采取正确的防腐蚀措施。
　　1金属腐蚀原因分析
　　制定防腐措施时，首先必须了解腐蚀产生的原因，了解腐蚀机理，才能采取有效的防治办法。
　　1.1溶液腐蚀
　　金属在干燥的空气中形成的氧化膜一般能起到保护内部的作用，但是，果金属表面有水分存在，就会形成电解质溶液，加之金属表面的物理特性和化学成份的不均匀性，使电解溶液成为局部微电池，导致金属腐蚀。
　　1.2空气腐蚀
　　金属在各种气体中的耐腐蚀各不相同，对亚硫酸气体，铝的耐腐蚀性比铜好，而对沿海含盐的潮湿空气来说，则以铜为最好。对导线的空气曝露试验表明单股线在条件较好的农业区，除钢线外，腐蚀都比较轻，而且各材质之间差异不大，在腐蚀情况较严重地区，以铜耐腐蚀性为最好。绞线的腐蚀情况要比单股线轻，线股数较多时，内层线由于受到外层的保护而腐蚀减轻。线股越细，腐蚀就越严重；铝股线的纯度越高其耐腐蚀性就越强。
　　目前使用量最大的钢芯铝绞线产生腐蚀的原因是：空气腐蚀、钢线和铝线间的接触腐蚀，绞线中的问隙腐蚀等。
　　2防腐措施
　　防腐无非有以下几个措施：应选择能避开腐蚀环境的线路路径；根据腐蚀产生的原因，选择最适当的材料；表面覆盖保护层。
　　2.1导线防腐
　　在制造导线所用的铁、铜、铝三种材料中，铜除了在有亚硫酸腐蚀气体的地区外，能适用用于其它各种环境，一般不必采取防腐措施，因此主要是铝线和钢线的防腐。
　　2.1.1铝线防腐
　　（1）铝导线应避免与异种金属的接触腐蚀方法是把钢芯换成铝合金线或把钢芯和铝线都换成铝合金线，但导线强度较低。
　　（2）使钢芯铝线与空气隔离方法是涂防腐剂。防腐剂主要采用无皂黄油和非晶型蜡。可采用轻防、中防、重防型钢芯铝绞线。
　　（3）提高钢芯的耐腐蚀性方法是采用铝包钢线；铝锌合金镀层钢芯铝绞线。这是目前工程中较常采用的方法之一。
　　（4）提高铝线的耐腐蚀性最外层用高纯度铝的钢芯铝绞线。
　　2.1.2钢线防腐
　　虽然架空地线主要使用镀锌的钢绞线，但由于耐腐蚀性能差，因此腐蚀速度大大超过铝线。采用铝包钢线；镀锌合金镀层钢绞线，是目前工程中较常采用的方法之一。
　　2.2铁塔防腐
　　（1）镀锌：铁塔所用钢材应全部热镀锌以进行表面覆盖保护，镀锌是防治钢材腐蚀的有效办法，由于锌比铁的活动性能差，可以保护铁，同时，锌腐蚀后的生成物是一种结构细密能防止进一步腐蚀的化合物。。
　　（2）刷漆：如果镀锌铁塔的使用期限已超过镀锌的耐用年数，铁塔表面发现黄色的锈蚀，在螺栓固定处或雨水不易刷到的角落，塔材易腐蚀，可采用锌（锘）黄底漆；外层漆主要考虑耐水、耐温，可采用长油度醇酸树脂涂料和铝粉漆。
　　2.3接地体防腐
　　一般的防腐方法：考虑到与空气相临的浅层土壤对接地体的腐蚀更为严重，对接地引下线加以镀锌，而水平接地体则由于现场不便镀锌而将钢筋直接埋入地下，对腐蚀比较严重的场合，一般考虑适当加大接地圆钢的直径。通常基础也要考虑防腐，基础防腐时通常将基础本身与周围环境隔离形成绝缘体，不但不能提供附加的接地作用，当接地装置一旦失效，当冲击电压到来而无处释放时，有可能导致基础防腐层的电气击穿，进而使基础防腐层失去防腐作用。因此，对接地体防腐提出了较高的要求。
　　对于腐蚀较为严重的地区，通常采用以下方法加以解决。
　　2.3.1改用其他的材质接地体
　　铜的电解腐蚀率虽然略高于钢，但铜具有较好的抗自然腐蚀的能力，在土壤中铜的腐蚀率是较低的，但是造价高且易被盗。
　　2.3.2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。
　　2.3.3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成的涂料。起防腐原理是以有机涂层阻隔电解质溶液对钢材的侵润，使之不能形成微电池而得到保护。
　　2.3.4牺牲阳极
　　牺牲阳极为阴极保护的一种形式，它是应用一种电位很负的金属或合金与被保护金属紧密连接，使被保护的金属成为阴极，而这种电位很负的金属或合金因供给被保护金属的阴极电流而腐蚀，就称为牺牲阳极。
　　牺牲阳极材料常用镁合金、锌合金或铝合金，但此方法在接地防腐中很少采用。
　　2.3.5局部换土
　　在接地槽内换无腐蚀性的土壤，可使接地体处在无腐蚀性的土壤之中，但换土要远距离取土涉及运输等费用，换过的土经过一段时间后，未换土部分土壤中的有机物会通过土壤中的毛细管传到换过的土壤之中，使其变成有腐蚀性，从而使接地体腐蚀。 　　2.3.6锌-5%铝-稀土镀层
　　镀层中锌的电极电位比较低，在电化学腐蚀中锌为阳极，钢为阴极，靠牺牲锌来保护钢。镀层中的铝的化学活性很强，极易与氧迅速发生反应而生成致密的三氧化铝保护膜并使镀层表面钝化，阻止自身氧化的继续发生。
　　2.4金具防腐
　　金具与铁塔一样，都应镀锌。对腐蚀严重地区也可象铁塔一样在安装前进行涂漆，安装后对漆膜破坏部分应进行补漆。
　　2.5基础防腐
　　腐蚀性强的地区如盐碱化地区土壤中含有较多的氯离子和硫酸根离子。水泥、砂子、碎石与水拌合与钢筋共同浇铸而成为钢筋混凝土，通过水泥与水进行化学反应凝固而成。在混凝土内部存在着许多毛细管，侵入混凝土的硫酸盐具有显著的侵蚀作用，硫酸盐能与混凝土作用生成硫铝酸钙和石膏，使固体体积增加两倍多，导致混凝土体积膨胀而造成构件开裂破坏。氯离子的破坏作用则是对混凝土内部的钢筋产生腐蚀，虽然混凝土是高碱性的，而钢筋处于这种碱性条件下，表面能产生一种保护性氧化铁薄膜，但氯离子具有极强的穿透能力，透过混凝土内部的毛细管而达到其内部的钢筋表面，当钢筋周围的氯离子含量达到一定程度时，其表面保护性氧化膜就会破裂，热力学稳定性降低，钢筋则产生电化学腐蚀，而腐蚀产物的体积增大，在混凝土内部产生的内应力会使混凝土保护层顺筋开裂，使存在于土壤中的有害离子更易在混凝土内部对混凝土和钢筋构成直接危害，在硫酸根离子和氯离子的共同作用下，使混凝土迅速膨胀、剥落，钢筋则使其截面迅速减少，承载力降低而导致钢筋混凝土基础破坏。这种状况下的钢筋混凝土基础的腐蚀是最为严重的。
　　2.5.1合理选择混凝土品种
　　合理选用水泥品种是抵抗一般腐蚀最经济的方法，如：选用氢氧化钙含量较少的水泥，可抵抗软水的侵蚀；选用铝酸三钙含量低的水泥，可抵抗硫酸盐的腐蚀。
　　2.5.2改良混凝土
　　在钢筋混凝土现场浇制时，加入改性环氧呋喃树脂胶液，目的是增强钢筋混凝土耐酸碱性能，增强其耐候性，减少混凝土内部毛细管、提高其自身的防渗性能。
　　2.5.3在基础表面加防腐蚀涂层
　　根据腐蚀原理，混凝土和金属发生腐蚀须有水、氧离子存在和离子流动的途径，要防止混凝土和金属产生腐蚀就要求在基础表面有一种保护层能阻止水、氧离子和有害离子进入混凝土内部。目前最有效的办法是在基础表面涂防腐涂料。
　　2.5.4提高混凝土的密实度
　　通过改善施工方法，综合采用提高混凝土密实度的各种措施，如合理设计混凝土配合比，降低水灰比，仔细选择骨料，浇注过程中加强振捣，尤其是混凝土表面的振捣等，均能提高混凝土抗腐性。