專利名稱：：廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種土壤腐蝕性評(píng)估方法，尤其涉及一種廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
：變電站接地網(wǎng)是由扁鋼、圓鋼、角鋼等通過(guò)焊接等方法組成的網(wǎng)狀接地裝置，具有將電力系統(tǒng)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、提供零電位參考點(diǎn)等功能，是電力系統(tǒng)設(shè)備安全及人身安全的重要保障。金屬土壤腐蝕主要屬于電化學(xué)腐蝕，腐蝕原電池是其最基本的形式。接地網(wǎng)長(zhǎng)期處于地下惡劣的運(yùn)行環(huán)境中，土壤的腐蝕不可避免。我國(guó)受資源、技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的限制，主要采用鋼材作為接地網(wǎng)材料，鋼材使用數(shù)量巨大。各地變電站接地網(wǎng)腐蝕調(diào)査表明，接地網(wǎng)的腐蝕問(wèn)題相當(dāng)突出，且地區(qū)和環(huán)境差異極大。接地網(wǎng)的截面應(yīng)滿足泄放電力系統(tǒng)故障電流的要求，包括熱穩(wěn)定的要求和動(dòng)穩(wěn)定的要求。腐蝕可能造成接地網(wǎng)鋼材截面的減小、接頭的銹蝕銹斷等，容易引起接地網(wǎng)電氣連接不良，最嚴(yán)重到造成變電站電氣設(shè)備的"失地"。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，接地短路電流不斷增大，對(duì)接地網(wǎng)的安全可靠性提出了很高的要求，一旦發(fā)生因土壤腐蝕引起的接地網(wǎng)事故，相應(yīng)的后果十分嚴(yán)重，類似的事故在各地屢見(jiàn)不鮮。我國(guó)電力系統(tǒng)變電站設(shè)計(jì)時(shí)，較多關(guān)注的是接地電阻是否合格，接觸電勢(shì)和跨步電勢(shì)是否滿足要求等，運(yùn)行維護(hù)規(guī)程一般要求5-10年對(duì)接地網(wǎng)開(kāi)挖檢查鋼材接地體其腐蝕狀況，主要根據(jù)鋼材剩余重量和截面推算平均腐蝕率，定期開(kāi)挖測(cè)量接地網(wǎng)鋼材平均腐蝕率的評(píng)價(jià)方法可以用于運(yùn)行變電站接地網(wǎng)材料腐蝕的評(píng)價(jià)，對(duì)于新建變電站因普遍缺乏埋地金屬腐蝕數(shù)據(jù)而無(wú)法指導(dǎo)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)。我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》要求接地裝置的防腐蝕設(shè)計(jì)宜按當(dāng)?shù)氐母g數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但沒(méi)有提出具體的評(píng)價(jià)方法和腐蝕數(shù)據(jù)取值方法。我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T5394-2007《電力工程地下金屬構(gòu)筑物防腐技術(shù)導(dǎo)則》參考石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提出采用檢測(cè)金屬材料在土壤中的腐蝕電流密度和平均腐蝕速率判定腐蝕等級(jí)的方法，對(duì)于一般地區(qū)的土壤腐蝕性主要采用土壤電阻率作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，輔以氧化還原電位和pH值。金屬材料在土壤中的腐蝕電流密度測(cè)量需要很長(zhǎng)時(shí)間才能得到相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，目前也缺乏可靠的測(cè)量?jī)x器。平均腐蝕速度通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)埋片法測(cè)量周期太長(zhǎng)不適合普遍應(yīng)用。對(duì)于一般地區(qū)的土壤腐蝕性采用土壤電阻率進(jìn)行判定應(yīng)主要針對(duì)原始土壤，而變電站接地網(wǎng)基本是回填土，目前有很多例子表明土壤電阻率與土壤腐蝕性沒(méi)有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。申請(qǐng)人在廣東地區(qū)對(duì)21個(gè)變電站接地網(wǎng)和土壤的大量樣本數(shù)據(jù)分析表明，土壤電阻率、含水量、pH、容重、總孔隙度、含氣率、電位梯度(雜散電流)、氧化還原電位、腐蝕電位、含鹽量、電導(dǎo)率以及各種離子成分這些土壤腐蝕因素既能影響土壤金屬腐蝕，它們之間也存在交互作用。在不考慮其他腐蝕性因素的情況下，各腐蝕性因素與地網(wǎng)腐蝕性之間不存在簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系，沒(méi)有一個(gè)土壤因素可單獨(dú)決定土壤的腐蝕性，僅僅一項(xiàng)指標(biāo)無(wú)法對(duì)土壤腐蝕性進(jìn)行預(yù)測(cè)。如果想僅僅通過(guò)一項(xiàng)指標(biāo)對(duì)土壤腐蝕性進(jìn)行判斷，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)誤判現(xiàn)象，必須考慮多種因素的交互作用。國(guó)外有研究者也提出過(guò)基于單因素或者多因素的一些的土壤腐蝕性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，得到的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，最著名的是根據(jù)與腐蝕有關(guān)的12項(xiàng)土壤性質(zhì)與狀況建立的德國(guó)Baeckman綜合評(píng)分體系。申請(qǐng)人根據(jù)在廣東地區(qū)對(duì)24個(gè)變電站接地網(wǎng)和土壤數(shù)據(jù)對(duì)德國(guó)Baeckman綜合評(píng)分指標(biāo)正確率進(jìn)行檢驗(yàn)表明，采用德國(guó)Baeckman綜合評(píng)分法評(píng)價(jià)廣東地區(qū)接地網(wǎng)土壤腐蝕性結(jié)果很不理想，該方法不適合廣東地區(qū)土壤腐蝕性評(píng)估，同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)考慮因素過(guò)多，在實(shí)際應(yīng)用中很難收集齊全，有的因素的測(cè)量也不便。申請(qǐng)人的研究表明采用土壤腐蝕與單一土壤參數(shù)的不存在明顯的函數(shù)關(guān)系或者分類范圍，接地網(wǎng)的腐蝕是土壤多因素共同作用的結(jié)果，根據(jù)各地區(qū)土壤特點(diǎn)建立因地制宜的土壤腐蝕性評(píng)估方法是十分必要的，目前還沒(méi)有適合廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性的評(píng)估方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于克服目前各種土壤腐蝕評(píng)估技術(shù)存在的缺點(diǎn),根據(jù)廣東地區(qū)電力系統(tǒng)發(fā)展十分迅速而變電站腐蝕問(wèn)題缺乏合適的評(píng)價(jià)方法的不足，提出一種簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、方便現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性評(píng)估方法。具體地說(shuō)，本發(fā)明包括下列步驟①取接地網(wǎng)所在埋深位置的土壤按照常規(guī)方法進(jìn)行八種土壤參數(shù)測(cè)量；②根據(jù)上述八種土壤參數(shù)測(cè)量結(jié)果，利用廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性八指標(biāo)綜合評(píng)分方法確定八指標(biāo)綜合評(píng)分；③根據(jù)八指標(biāo)綜合評(píng)分結(jié)果確定土壤腐蝕性等級(jí)；所述的八種土壤參數(shù)是土壤質(zhì)地；土壤pH值；土壤電阻率；土壤含鹽量；土壤含水量；腐蝕電位；土壤cr+2sof含量。本發(fā)明對(duì)廣東地區(qū)21個(gè)變電站80個(gè)樣本土壤腐蝕性評(píng)價(jià)結(jié)果與接地網(wǎng)實(shí)際腐蝕結(jié)果的對(duì)比表明，預(yù)測(cè)總體正確率為89.3%，滿足實(shí)際應(yīng)用要求。本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果①可以在不停電和不截取接地網(wǎng)鋼材的情況下通過(guò)土壤參數(shù)的測(cè)量實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行變電站接地網(wǎng)鋼材腐蝕環(huán)境的評(píng)價(jià)，確定接地網(wǎng)鋼材的腐蝕等級(jí)，以校核接地網(wǎng)鋼材截面；②可以在新變電站選址時(shí)通過(guò)土壤參數(shù)的測(cè)量對(duì)新變電站接地網(wǎng)鋼材腐蝕環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)接地網(wǎng)鋼材的腐蝕等級(jí)，以正確設(shè)計(jì)選用合適的鋼材截面及因地制宜地采用合適的防腐蝕措施；③具有操作簡(jiǎn)單、預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高、方便現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)；④本發(fā)明不僅可以用于廣東地區(qū)運(yùn)行變電站接地網(wǎng)鋼材土壤腐蝕環(huán)境的評(píng)價(jià)和可以用于廣東地區(qū)新建變電站接地網(wǎng)鋼材土壤腐蝕環(huán)境的預(yù)測(cè)，也可以在廣東地區(qū)其他行業(yè)埋地鋼材的腐蝕防護(hù)評(píng)價(jià)應(yīng)用。圖1是本發(fā)明廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性評(píng)估方法流程框圖2是本發(fā)明廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性評(píng)估方法詳細(xì)流程框圖。其中l(wèi)一八種土壤參數(shù)測(cè)量，U—土壤質(zhì)地，1.2—土壤pH值，1.3—土壤電阻率，1.4~土壤含鹽量，1.5—土壤含水量，1.6~腐蝕電位，1.7—土壤cr+2so,含量；2—八指標(biāo)綜合評(píng)分；3—土壤腐蝕性等級(jí)。具體實(shí)施例方式一、下面結(jié)合圖l、圖2對(duì)八種土壤參數(shù)測(cè)量1進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明1、土壤質(zhì)地U土壤質(zhì)地1.1分類包括砂土，砂粉土，粉土或粉壤土，粘壤土和粘土共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分2方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z1，分?jǐn)?shù)分別為-6，-4，0，4和6。2、土壤pH值1.2土壤pH值1.2數(shù)值范圍包括>8.5，〉7.0且^8.5，〉5.5且^7.0，〉4.5且55.5和￡4.5共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分2方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z2,分?jǐn)?shù)分別為-4，-2，0，2和4。3、土壤電阻率1.3土壤電阻率1.3數(shù)值范圍包括〉50am，〉20且^50am和^20Q.m共三類，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z3，分?jǐn)?shù)分別為-2，0和2。74、土壤含鹽量1.4土壤含鹽量1.4數(shù)值范圍包括<0.01%，20.01%且<0.05%,20.05且<0.1%，20.1%且<0.75%和^).75%共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分2方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z4，分?jǐn)?shù)分別為-5，-3，0，3和5。5、土壤含水量1.5土壤含水量1.5數(shù)值范圍包括<3%，^3%且<7%或^40%，^7%且<10%或230%且<40%，210°/。且<12%或^25°/。且<30%和^12%且<25%共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分2方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z5，分?jǐn)?shù)分別為-5,-3，0，3和5。6、腐蝕電位1.6腐蝕電位1.6數(shù)值范圍包括〉-0.15V,^0.15V且〉-0.3V,5-0.3V且〉-0.45V，S-0.45V且〉-0.55V和^0.55V共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分2方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z6，分?jǐn)?shù)分別為-2，隱l,0，l和2。7、土壤Cr+2S(V-含量1.7土壤(^+28042-含量1.7數(shù)值范圍包括〈3mmol/kg，23mmol/kg且<10mmol/kg，^10mmol/kg且〈30mmol/kg，230腿ol/kg且〈廳mmol/kg禾口d00mmol/kg等五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z7，分?jǐn)?shù)分別為-2,-1，0，l和2。廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性八指標(biāo)綜合評(píng)分方法見(jiàn)表1。表1廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性八指標(biāo)綜合評(píng)分方法<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>二、具體評(píng)估方法1、八指標(biāo)綜合評(píng)分2按照表1所示的廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性八指標(biāo)綜合評(píng)分方法，確定八指標(biāo)綜合評(píng)分2，評(píng)分結(jié)果由Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6和Z7相加而成，分為五個(gè)范圍，分別為三IO,27且<10，20且<6,>8且<-1和<-8，見(jiàn)表2;2、土壤腐蝕性等級(jí)3土壤腐蝕性等級(jí)3分為五級(jí)，分別為I，II，III，IV和V級(jí)，對(duì)應(yīng)常規(guī)規(guī)定的鋼材腐蝕速度分別為〈lg/dm2'a,2lg/dm2'a且〈3g/dn^a，23g/dm2'a且<5g/dm2'a，25g/dm2'a且〈7g/dm2'a和^7g/dm2'a，八指標(biāo)綜合評(píng)分2結(jié)果^10，且<10，20且<6，2-8且<-1和<-8分別對(duì)應(yīng)土壤腐蝕性等級(jí)3的I，II，III，IV和V級(jí)，見(jiàn)表2。表2廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性八指標(biāo)評(píng)價(jià)方法腐蝕等級(jí)評(píng)價(jià)表Zl+Z2+…+Z7腐蝕等級(jí)<-8I2-8且<-1II20且<6III27且<10IV210V運(yùn)用本發(fā)明評(píng)估確定運(yùn)行變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性等級(jí)后，可根據(jù)變電站已經(jīng)運(yùn)行的年限和鋼材腐蝕速度確定運(yùn)行變電站接地網(wǎng)剩余截面，進(jìn)而進(jìn)一步校核是否滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定截面要求。運(yùn)用本發(fā)明評(píng)估確定新變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性等級(jí)后，可根據(jù)變電站設(shè)計(jì)年限和鋼材腐蝕速度確定新變電站接地網(wǎng)截面，進(jìn)而進(jìn)一步校核是否滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定截面要求。權(quán)利要求1、廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性評(píng)估方法，其特征在于包括下列步驟①取接地網(wǎng)所在埋深位置的土壤按照常規(guī)方法進(jìn)行八種土壤參數(shù)測(cè)量(1)；②根據(jù)上述八種土壤參數(shù)測(cè)量結(jié)果，利用廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性八指標(biāo)綜合評(píng)分方法確定八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)；③根據(jù)八指標(biāo)綜合評(píng)分結(jié)果確定土壤腐蝕性等級(jí)(3)；所述的八種土壤參數(shù)是土壤質(zhì)地(1.1)；土壤pH值(1.2)；土壤電阻率(1.3)；土壤含鹽量(1.4)；土壤含水量(1.5)；腐蝕電位(1.6)；土壤Cl-+2SO42-含量(1.7)。2、如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于所述的土壤質(zhì)地(1.1)包括砂土，砂粉土，粉土或粉壤土，粘壤土和粘土共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Zl,分?jǐn)?shù)分別為-6，-4，0，4和6。3、如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于所述的土壤pH值(1.2)數(shù)值范圍包括>8.5,〉7.0且58.5，>5.5且^7.0，〉4.5且^5.5和^4.5共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z2，分?jǐn)?shù)分別為-4,-2，0,2和4。4、如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于所述的土壤電阻率(1.3)數(shù)值范圍包括〉50am，〉20且550Q.m和^20Q.m共三類，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z3，分?jǐn)?shù)分別為-2，0和2。5、如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于所述的土壤含鹽量(1.4)數(shù)值范圍包括<0.01%，20.01%且<0.05%，20.05且<0.1%,20.1%且<0.75%和20.75%共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z4，分?jǐn)?shù)分別為-5，-3，0，3和5。6、如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于所述的土壤含水量(1.5)數(shù)值范圍包括<3%，^3%且<7%或240%，27%且<10%或^30%且<40%，210%且<12%或^25%且<30%和212%且<25%共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z5，分?jǐn)?shù)分別為-5,-3，0，3和5。7、如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于所述的腐蝕電位(1.6)數(shù)值范圍包括〉-0.15V，^-0.15V且〉-0.3V，5-0.3V且〉-0.45V，仝0.45V且》0.55V和5-0.55V共五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z6，分?jǐn)?shù)分別為-2，-1，0,l和2。8、如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于所述的土壤Cr+2S(V-含量(1.7)數(shù)值范圍包括〈3mmol/kg，23mmol/kg且<10mmol/kg，^10mmol/kg且〈30mmol/kg，230mmol/kg且<100mmol/kg和d00mmol/kg等五類，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)方法中該指標(biāo)評(píng)分稱為Z7,分?jǐn)?shù)分別為隱2，隱l，0，l和2。9、如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于所述的八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)結(jié)果由Z1，Z2，Z3，Z4，Z5,Z6和Z7相加而成，分為五個(gè)范圍，分別為210，27且<10,20且<6，>8且<-1和<-8。10、如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于所述的土壤腐蝕性等級(jí)(3)分為五級(jí)，分別為I，II，III，IV和V級(jí)，對(duì)應(yīng)常規(guī)規(guī)定的鋼材腐蝕速度分別為〈lg/dm^a,^lg/dn^a且〈3g/drr^a，^3g/dm2'a且〈5g/dm2'a，25g/dm2'a且〈7g/dm2'a和^7g/dm2'a，八指標(biāo)綜合評(píng)分(2)的綜合評(píng)分?jǐn)?shù)值^10,27且<10，20且<6,2-8且<-1和<-8分別對(duì)應(yīng)土壤腐蝕性等級(jí)(3)的I，II，III，IV和V級(jí)。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種廣東地區(qū)變電站接地網(wǎng)土壤腐蝕性評(píng)估方法，涉及一種土壤腐蝕性評(píng)估方法。本發(fā)明包括下列步驟①取接地網(wǎng)所在埋深位置的土壤按照常規(guī)方法進(jìn)行八種土壤參數(shù)測(cè)量(1)；②利用八指標(biāo)綜合評(píng)分方法確定綜合評(píng)分(2)；③根據(jù)八指標(biāo)綜合評(píng)分結(jié)果確定土壤腐蝕性等級(jí)(3)；所述的八種土壤參數(shù)包括土壤質(zhì)地(1.1)、土壤pH值(1.2)、土壤電阻率(1.3)、土壤含鹽量(1.4)、土壤含水量(1.5)、腐蝕電位(1.6)和土壤Cl^-+2SO₄^2-含量(1.7)。本發(fā)明不僅可以用于廣東地區(qū)運(yùn)行變電站接地網(wǎng)鋼材土壤腐蝕環(huán)境的評(píng)價(jià)和新建變電站接地網(wǎng)鋼材土壤腐蝕環(huán)境的預(yù)測(cè)，也可以在廣東地區(qū)其他行業(yè)埋地鋼材的腐蝕防護(hù)評(píng)價(jià)進(jìn)行應(yīng)用。文檔編號(hào)G01N33/24GK101504404SQ200910060919公開(kāi)日2009年8月12日申請(qǐng)日期2009年3月3日優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日發(fā)明者向念文,蜜周,王建國(guó),朋豆,陸培鈞,濤黃,黃松波申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局