电网金属设备大气及土壤腐蚀地图绘制

刘 俊，陈 浩，乔 欣，郭心爱，史贤达

（1.内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特 010020；2.内蒙古自治区高电压与绝缘技术企业重点实验室，内蒙古呼和浩特 010020）

0 引言

电网设备的大气和土壤腐蚀问题是影响其使用寿命及导致设备和结构失效的重要原因之一。内蒙古电网工程覆盖区域广阔，所处的自然环境复杂多样，造成不同地区的环境腐蚀性不同，导致材料腐蚀程度及使用寿命差别很大。目前，电网设备前期材料选型及防腐设计的缺失、防腐手段的单一，导致蒙西电网设备，如杆塔、导线、地线、金具和接地网等，在一些地区自然环境下长期运行时腐蚀问题严重，大量电网设备寿命不能满足设计要求，后期运维成本增加，由环境腐蚀引起的电网设备材料失效事故呈逐年上升趋势，造成了很大的经济损失。

为解决自治区电力设备服役环境腐蚀差异性较大且腐蚀治理手段单一、缺乏针对性等一系列问题，在蒙西范围内选取具有代表性的区域作为测试点，开展内蒙古电网设备常用金属及其防护材料实际环境的大气标准曝晒试验及土壤环境埋样试验研究，获得典型材料不同大气和土壤环境下的腐蚀速率，建立了涵盖蒙西地区全部8 个盟市的腐蚀数据库，绘制了蒙西电网设备材料环境腐蚀分布图，实现了内蒙各地区腐蚀环境的分类分级，明确特定区域内电网设备材料腐蚀防护的具体要求。

1 腐蚀数据收集

结合蒙西地区电网线路的地域分布特点及电力工程材料腐蚀现状调研结果，确定内蒙地区电网设备的腐蚀关键影响因素，并统一大气及土壤腐蚀环境数据测量和收集方法。在蒙西地区内选取多个变电站作为测试点，分别开展热镀锌钢、碳钢、冷镀锌钢、铬镍不锈钢、铬锰及铝合金材料在实际环境下的大气标准暴晒试验，碳钢、热镀锌钢及铜覆钢材料土壤环境下埋样试验，获得典型材料不同大气和土壤环境下的腐蚀速率。同时在部分地区设置大气环境氯离子沉降速率测量装置，以获取大气环境中氯离子沉降数据。综合考虑国家腐蚀平台、国家气象局及中国环境监测总站的相关数据，重点收集温度、湿度、硫化物、氯化物等大气环境及含水率、酸碱度、电导率、含盐量等土壤环境的腐蚀关键数据。

2 腐蚀地图的绘制

图1 为电网设备材料大气及土壤腐蚀地图绘制的具体流程。基于内蒙古各地区大气及土壤环境关键腐蚀因子观测及现场投样试验获得的电网典型金属材料腐蚀速率，根据国内外现有标准，针对内蒙古不同地区大气及土壤腐蚀环境进行分类分级。结合现有地图构建原则，确定腐蚀环境地图构建的基本结构和功能。在计算机软、硬件系统支持下，基于Java 的应用框架和Oracle的数据库管理，通过数字化手段以地理信息系统（GIS）、氯离子扩散算法、反距离加权插值算法（IDW）为工具构建内蒙古电网设备运行的大气和土壤环境腐蚀数据库并绘制电网设备材料环境腐蚀等级分布图，实现内蒙古地区大气/土壤环境腐蚀性、腐蚀因子及腐蚀等级的查询。图2 和图3 分别为蒙西地区电网金属设备的大气及土壤腐蚀分布图，根据地图可明确特定区域金属部件的环境腐蚀适应性，确定特定区域内电网设备材料腐蚀防护的具体要求。同时根据服役环境腐蚀特点，可直观地提出内蒙古电网设备钢结构及接地体金属材料的差异化防腐设计方法。

图1 大气及土壤腐蚀图绘制流程

图2 蒙西地区电网设备大气腐蚀地图

图3 蒙西地区电网设备土壤腐蚀地图

3 结论

通过收集蒙西电网输变电设备金属材料的挂样及埋样腐蚀数据，建立了涵盖蒙西地区全部盟市的腐蚀数据库，绘制了内蒙古电网设备材料环境腐蚀分布图，集成了腐蚀地图可视化功能，实现了蒙西各地区腐蚀环境的分类分级，明确特定区域内电网设备材料腐蚀防护的具体要求，完成不同腐蚀等级环境下电力设备的差异化选材及防腐设计，为蒙西地区电网设备在设计、制造及验收阶段的选材及防腐提供依据。