油田电气接地装置防腐浅谈

油田电气接地装置防腐浅谈

刘建华 刘文佩  周拥军

中石化江汉油田分公司江汉采油厂   湖北 潜江  433121

摘要：接地装置是电力工程中重要的组成部分,接地装置的好坏直接影响到操作人员安全、设备正常运行，可以认为，凡是与电网连接的所有电力设备都应当接地；凡是电力需要到达的地方，就是接地工程需要作到的地方。由此我们可以知道，接地工程的广泛性和重要性。腐蚀会对接地装置造成安全隐患,严重时还会造成事故,对系统的安全和稳定运行产生巨大影响。因此对于接地装置的腐蚀问题必须认真对待, 这也是本文需要研究的问题。

关键词：油田；接地装置；防腐

引言：

接地装置的使用寿命和使用效果不仅与接地装置的设计、地质情况有关，也与施工工艺、接地材料的选择和采取的防腐措施有着密切的联系。目前接地装置的腐蚀与防护成为当前国际电工学术活动中一个十分活跃的课题

一、问题的提出

接地是把设备的某一部分通过接地装置同大地联接起来,电力系统的接地具有工作接地、保护接地和防雷接地三项功能。任何接地装置发生故障所带来的损失是巨大的。2006年夏季，江汉油田王场轻烃站在用的16套自动控制仪表，被感应雷击后，有15套损坏，直接经济损失达30余万元，使整个生产装置全部陷于瘫痪，由于岗位工人处理及时，才没有发生更大的安全事故。2008年，王场联合站污水岗变压器由于发生中性点漂移，直接烧坏价值20余万元的监控设备。事件发生后，对接地极和接地引线进行了开挖检查，发现接地网的腐蚀非常严重，有的已经锈断，没有锈断的接地体的截面已锈蚀到只有原截面的四分之一或五分之一。后对腐蚀严重的接地网进行了更新和改造，使之满足安全运行的要求。

二、接地装置的设计

要达到设计接地电阻要求，克服环境条件的制约，有把握的达到良好稳定的接地效果，应考虑从以下方面入手进行接地装置的设计。

1、接地网的形式

接地网的形状直接影响接地达到的效果和达到设计要求所需要的接地网占地面积。提倡使用水平接地极和垂直接地体配合使用。在很容易达到接地目的，要求低的接地中可以选用平面的接地方法（接地环接地）；一般应用水平接地体和垂直接地体配合使用，形成三维的结构。三维的接地有三种不同类型：等长接地、非等长接地和法拉第笼式接地。等长接地：用相同的接地体，这种方式接地体的埋设深度基本一致，施工方便同时可以取得较好的效果；非等长接地：是更科学的接地方式，采用不同的接地体相互配合，由于接地体长度和埋设深度不同，大大的加大了等势面积，突破地网面积局限；法拉第笼式接地：是多层水平接地网，用垂直接地体相互连接形成笼式结构。由于施工量大，并不常用。在设计中还应考虑接地网肌肤效应、跨步电压等因数。

2、岩土条件

岩土的类型直接关系接地电阻的数值，土壤电阻率是接地电阻最重要的参数之一，但仅仅考虑土壤电阻率这个参数是不够的，还要考虑开挖难度、破碎还是整体岩石、持水能力等因数。有的岩土电阻率高，但是在整体岩石之间常有较好的土壤间隙层，在这样的环境中，避开整体岩石，在间隙中开挖灌降阻剂效果很好。一般来说，湿润的土壤导电性较好。 当地底下有潮湿的土壤，接地体深入到这一层时，降阻效果会好得多。例如，采油十六队的潭稠井区，由于土壤电阻率达到3500Ω.m，接地网电阻都很难合格，同时采用选择相对较潮湿的土壤和加灌降阻剂两种方法，使接地电阻控制在合格的范围内。

3、施工工艺

正确的施工工艺才能达到良好的设计的实施效果，看起来不重要的实施细节常常导致严重的后果。因为接地工程是隐蔽工程，当施工完成后，错误不一定马上可以检测到，即使发现问题补救也是很麻烦的，尤其是防腐细节。这就要求现场监理人员，要有高度的责任心，严格按设计要求和相关标准监督施工。

4、接地材料的选型

接地材料是接地的工作主体，材料的选择很重要。表一对常用的接地材料的使用情况进行了比较，介绍的接地材料各有优势，但是都有自身的局限。我们应各取所长，选择适当的材料满足不同的工况。

表1     各种接地材料比较表

三、接地装置腐蚀的原因及种类

油田接地装置主要还是由钢材组成。接地网一般包括水平敷设的接地体和垂直接地极。水平接地体由扁铁或 圆铁焊接而成，垂直接地体用角钢或钢管组成。接地装置的腐蚀形式一般分化学腐蚀和电化腐蚀两类，腐蚀过程主要是电化学溶解过程。但不管是什么形式的腐蚀，都是在接地装置金属的表面上，形成各种腐蚀电池致使接地装置腐蚀损坏。

1、化学腐蚀

它属于自然腐蚀的范畴，是接地体和周围环境里接触到的介质，直接进行化学反应而引起的一种自发腐蚀。接地体与空气中的水分、 氧气和二氧化碳产生化学反应，使接地体被腐蚀而生锈。铁生锈的过程，就是铁缓慢转化为碱性碳酸盐的过程。当空气中扩散着氮、的化合物气体时，这些介质和接地体相接触，使接地体更快、更厉害地腐蚀。

2、电化腐蚀

当接地体和电解质溶液相接触 时 ,由于电池的作用而引起的腐蚀就是电化腐蚀。它的作用过程是： 由于接地体组织的不均匀性及其含 有杂质，因而在接地体表面的各个部分，具有不同的电位，形成了无数个微型原电池。当接地体表面附上一层水膜后，空气里的CO

2 或其他酸性氧化物气体溶解在这层水膜里，形成弱酸性溶液。当这种溶液溶解进某种盐类时变成了电解质溶液。在电解质溶液中，如果接地体中的杂质比铁更不活跃，铁就变成了原电池的阴极，阴极上电子放出与水和氧作用而生成 OH-进入水膜。在有侵入介质作用下，由于溶液中 有阴离子存在，则接地体表面容易 变为活态，使其腐蚀加快。

四、接地装置防腐蚀的几种方法及措施

1、在接地引下线上涂防腐漆

引下线是接地装置的一部分， 电气设备通过它和接网连接。因此引下线在接地装置中起至关重要的 作用，在选择引下线时应注意两点： 一是引下线的截面应大于接地体的 截面，两者比例可为 1.4:1。二是由于接地体引下线暴露在空气中或接近地表面，长期受潮气及盐、碱、 酸的侵蚀，是接地装置中较易腐蚀的部分。因此，我们不能只是简单 地在引下线的外侧涂刷黑漆，而靠近支架的引下线内侧则不进行任何 处理，使引下线得不到保护而继续受到侵蚀，这种现象在我油田普遍存在，故其正确的方法是在焊接前将引下 线上的脏物及锈斑清除干净，将漆均匀涂刷在引下线上（至少两遍以上，然后再进行焊接及安装。）涂刷防腐漆后，将在引下线上覆盖一 层保护层，它可以很好地隔离水和 其他介质的侵袭，保护了引下线不被腐蚀。

2、对接地体采用的钢材进行镀锌处理

这是我油田一直以来采用的有效方法之一，运行经验表明，镀锌层本身不容易锈蚀，它对钢材有很好的保护作用；在进行接地网焊接时， 应按有关规定留有一定搭接长度。 并对焊接处再次进行防腐处理。

3、在土壤电阻率较高的地区，可考虑使用降阻剂

降阻剂在埋入土壤后，紧密地包在接地体四周；且目前使用的几 种降阻剂的 PH 值适中，基本上是中性状态。因此，降阻剂不仅可以起到降低接地电阻的作用，也可以对接地体起一定的保护作用。

4、用阳极牺牲法保护接地体

将两种不同的金属埋在一起， 其结果较活泼的金属受到腐蚀，较不活泼的金属得到保护。根据这个原理，在将要保护的接地体上，敷设上比该接地体活泼的金属做为阳极，使被敷设上的金属受到腐蚀而接地体本身得到保护。

根据我们现在的情况，接地体大部分采用钢材。铝就是比铁活泼的元素。 利用这一特点，可在接地体上缠绕（或平行地铺上）废铝线。达到保护钢质接地极的作用。采用阳极牺牲法保护接地网的施工方法简单、投资省，便于取材 和废物利用，用此法来保护接地装 置是我们今后需要进一步研究的课题。

5、做好接地体的埋、夯工作

对接地网开挖检查表明，0.8M 以下的土质，几乎无腐蚀或仅有轻微 腐蚀，所以接地体宜埋在0.8M或以下的土壤中；在回填土时，回填土的土质应均匀一致，并注意夯实，尽量减少土壤中的空气间隙。

五、结束语

随着人类社会的进步，电已成为人们生活和工作中不可缺少的重要部分，供电的安全性和可靠性是供电质量标准中的最基本而又是最重要的指标。因而接地装置已越来越引起工程技术人员的重视，电力工程的接地装置不合格，该电力工程就不能通过验收，这已成为广大电力工作人员的共识。

接地装置能否发挥它应起的作用，关键在于设计和施工这两个环 节。首先是设计，它是保证接地装 置效果的前提条件；其次是施工，施工的工艺和质量是保证接地装置 效果的基础，是体现设计目的的手段。

在科学技术迅猛发展的今天，在传统的接地装置设计被广泛应用的基础上，新工艺、新技术、新材料不断的被运用到生产实际中去，相信不远的将来，会出现满足各方要求的优秀接地材料。

参考文献：

[1]工业与民用电力装置的接地设计规范（GBJ65-83）

[2] 电力设备接地设计技术规程（SDJ8-79）。

[3]电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 （GB 50169-92）

[4]石油建设工程质量监督检查培训教材第五章第五节