[发明专利]一种输变电设备接地材料耐蚀性能的实验室电化学评价方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及金属材料腐蚀监测技术，具体的说是一种输变电设备接地材料耐蚀性能的实验室电化学评价方法，适用于输变电接地网材料土壤腐蚀的实验室评价，同时也适用于土壤腐蚀的实验室评价。

二、背景技术

输变电设备接地装置是工作接地、保护接地和防雷接地的统一，是确保人身、设备、系统安全运行的重要设施。如果接地装置因腐蚀严重而造成断裂，当系统出现大接地短路电流时，就可能发生接地故障，引发电网事故，甚至危害设备和人身的安全。

目前，对于输变电设备接地材料耐蚀性能的实验室电化学测试，需要将土壤样品溶解为悬浊液或提取液，然后再进行电化学测试，对材料的耐蚀性能进行评价。国内目前没有现存的土壤腐蚀实验室电化学测试方法，因此在实验室试验过程中存在以下问题：

（1）测试介质

土壤是一种固、液、气三相混和物，其中主要组成是固体颗粒物如泥沙等，一般不能直接进行电化学测试。

土壤腐蚀研究中，通常采用土壤浸出液或水土混合液进行实验。究竟采用哪种试验介质，则没有明确的规定。

（2）电极浸泡时间

电极在测试溶液中的浸泡时间会影响到电极过程及电化学测试的准确，浸泡时间过短，则在电极表面的化学反应还没有稳定；浸泡时间过长，则在电极表面形成的保护膜可能发生破裂。究竟电极在土壤测试液中浸泡多长时间，则没有明确规定。

三、发明内容

本发明旨在提供一种输变电设备接地材料耐蚀性能的实验室电化学评价方法，所要解决的技术问题是提高接地材料耐蚀性能的实验室电化学测量的真实性、准确性。

发明人对现有材料耐蚀性能电化学测量方法进行了系统的分析，发现问题出在土壤测试介质的选取和电极浸泡时间上。为此，对电化学测量时的土壤测试介质和电极浸泡时间进行了正交条件试验，通过数据的统计分析，总结得到本发明的技术方案。

本发明输变电设备接地材料耐蚀性能的实验室电化学评价方法，是按照水土质量比1：1的比例配制测试介质，将待测接地材料在测试介质中浸泡3.5-4.5小时后再进行交流阻抗的测试，浸泡时间优选4小时。

测试介质中使用的水为除盐水。

本发明方法适用于所有常规接地材料，如碳钢、镀锌钢、铜等。

通过本发明方法测得阻抗值R后可对接地材料的耐蚀性能作出定性的判断和预估。

本发明不仅可以满足材料耐蚀性能的电化学测量，同时还可以减少测量误差，增强测量可靠性。

四、具体实施方式

1、测试液性状对材料耐蚀性能的电化学测量的影响。

按水土比为1：1、2：1、5：1分别配制测试介质，静置过夜，观察其变化情况，所使用的水为除盐水。

通过实验，发现按水土比为1：1配制的测试介质呈悬浊液，水土不分层；按水土比为2：1配制的测试介质，部分分层，部分不分层；按水土比为5：1配制的测试介质水土分层情况明显，有明显的浸出液。

通过此实验，认为选择1：1水土混合液和5：1水土浸出液进行交流阻抗测试能使所有土壤样品都在同一性状测试介质中进行，测试结果有可比性。

2、不同测试介质的电导率和pH值统计分析

表1列出了1：1测试介质和5：1测试介质的pH值和电导率。

表1不同水土比配制的1：1测试和5：1测试介质的pH值和电导率

从表1中可以看出：1：1测试介质基本保持了土壤的特性，而5：1介质由于除盐水的过量加入，导致各土壤的pH值和电导率差值大大缩小，特别是电导率，基本抹杀了各土壤的差别，因此，选择1：1测试介质所得参数进行土壤腐蚀特性和地网耐蚀性之间的关系研究具有较好的代表性。

3、测试时间对交流阻抗测试结果的统计分析

对碳钢材料在1：1土水比的测试介质中进行了不同时间的交流阻抗测试，测试结果如表2所示。

表2碳钢材料不同时间测得的阻抗值R（×10³Ω·cm²）