摘 要：随着我国电网逐渐向远距离、大容量、超高电压方向的发展，社会公众对于电力系统安全、稳定运行的要求愈来愈高，为了确保电网的安全稳定运行，提高供电可靠性，就需要设置相适应的安全保护系统，接地网工程建设的质量在其中是关键因素。而从目前变电站地网施工情况来看，主要存在地网腐蚀和接地电阻偏高的问题。基于此，本文对变电站地网施工所遇到的问题进行研究，以供参考。
关键词：变电站地网;腐蚀;接地电阻
电力系统安全运行的根本保证是发变电站良好的接地，它的作用有防雷接地、保护接地和工作接地。随着电力系统输电能力的增加，发生故障而由地网流散的电流会增大，由接地网的缺陷引发事故的风险增大，人们越来越重视接地网的安全问题。接地装置失效的重要形式是腐蚀，目前接地网腐蚀检测问题并没有完全解决，合理准确检测接地网的腐蚀状况是接地网安全运行的发展方向，具有重要的学术价值和现实意义。
一、接地网腐蚀分析
（一）微电池腐蚀
微电池腐蚀是由于金属成分、结构和物理状态不均匀或表面薄膜不完整造成的。金属表面的微观不均匀性导致金属表面不同部位的电位差，从而形成了许多的微阴极区阳极区和微阴极区，在土壤中形成了腐蚀性微电池，从而导致了土壤对金属的持续腐蚀。由于这一反应并不能为人们所观察到，而且微电池的反应较弱，腐蚀均匀，在实践中不会造成严重的危害。因此，在实践中，人们主要关注的是宏电池腐蚀，这种腐蚀的危害更大。
（二）电压分布不均匀
一般来说，整个电压在地面网络连接过程中均匀分布，分布较大的话会影响整体空压，影响整体施工质量，电流密度不均匀，截面不同，导电性也会有不同的问题。土壤对电阻率的整体分布也有一定的影响，志网和志网的连接也会产生电位差。
（三）对土壤环境把控不足
变电站选址越来越难，变电站施工受到严重限制，而在一些场地地形复杂，土壤分层明显，各层土壤电阻率也大不相同。志网的精确设计以变电站场地土壤的精确测量和层次结构模型的正确构建为基础，许多变电站设计部门没有相关的基础工作，只需进行简单的短距离测量，或根本不测量，经验估计，给接地网设计带来了很多盲星。
（四）微生物腐蚀
微生物群落大量存在于土壤中，日常进行生命活动的微生物对接地网所用碳钢材料腐蚀产生的作用称之为微生物腐蚀，这些腐蚀过程是在微生物生命活动参与下的腐蚀过程。微生物本身不与碳钢发生作用，微生物生命活动的结果会影响腐蚀过程，其主要表现是微生物新陈代谢产物的腐蚀作用。电极反应的动力学过程会被有些微生物生命活动影响，如在缺氧时硫酸盐还原菌的存在，氢离子的还原是阴极反应，氢原子是此过程产物;但氢过电位高，阴极上会被一层氢原子覆盖，促进氢原子消耗是因为硫酸盐还原菌的存在，去极化反应在这种情况下依旧可以进行下去，故此硫酸盐还原菌生命活动对阴极去极化过程起促进作用，会促进腐蚀反应的顺利进行。
二、变电站地网施工中问题的解决措施
（一）使用覆盖层
应用覆盖层是防止金属腐蚀最主要的方式。因为接地网具有放电能力，会过度降低接地网的电阻，因而不可采用绝缘材料。实践中接地网往往使用镀锌层材料，但如果土壤腐蚀性较高，此种材料被腐蚀的速度很快，难以使用较长的时间。而且，如果覆盖层出现针孔、破裂等状况，将形成阴极大、阳极小的腐蚀电池，从而还会使得碳钢产生局部腐蚀的现象，出现穿孔甚至断裂。因而，对于具有强腐蚀性的土壤，覆盖层不易起到有效保护的作用。而对于电压等级较高的变电站接地网，因为接地网短路电流较强，对覆盖层的厚度和功能需求较高，采用这一方式加以保护比较常见。但如果没有妥善使用，这一方式不仅难以发挥作用，有时候还会产生更为严重的腐蚀问题。
（二）应用黑色金属
近年来我国工业化进程逐步加快，各项技术的先进性不断提升，其中钢材售价较低，获取来源较广，强度较高，是当前接地网的重要应用材料，但在实际应用中受诸多因素影响，会产生不同程度的腐蚀问题，其中Fe的氢氧化物以及铁盐不具有保护作用，会加速腐蚀速率。其次，土壤基本组成、电流组成等都会影响局部腐蚀问题，在低氧状态下，各类微生物作用会加速钢材基本腐蚀速率。因此，当前用于接地的钢材通过涂层进行有效防护，使材料与土壤环境保持隔离状态。目前在接地网材料中，铸铁合金应用范围较大，比如应用于各类管道材料，目前地下土壤中铸铁结构大多采用涂层辅以牺牲阳极的防护措施。
（三）降低电阻率
土壤电阻率对接地电阻有多大影响，必须明确土壤电阻率是否满足系统的要求、寿命和配置。勘探周边环境时，降低土壤电阻率需要采取以下有效措施：1）及时更换影响电阻率的原土，可以变成沙子或黑土。2）采用深度接地方法，在整个场景设计过程中，电阻率与埋藏的深度成反比。为了降低电阻率和确保设计的效果，可以通过将深层土地深入地层和埋设地方的方法，选择地下水更多的地区。3）应用化学方法在接地土壤中混合渣，降低土壤电阻率。4）现行环境对地面网施工可能有很大影响，因此在设计施工方案之前，要勘探周围地质状况，获取信息资料，考虑到影响建设项目的所有因素，如土壤结构、气候、土壤等，这些都会对地面网的形状产生一定程度的影响。
（四）阴极保护
这种方法属于电化学保护，在被腐蚀的金属结构表层施加电流，之转化为阴极，减少由于腐蚀所造成的电子迁移，从而起到保护作用。这种方法具体可以分为两类：外加电流法和牺牲阳极法。前者是借助外接直流电源和辅助阳极把电子由土壤里导入被保护金属中，使其结构电位比周边更低，由此防止腐蚀。因为输出保护电流可以调节，使用这种方法可以实现保护电流密度的要求。而后者则是把具有更多负电位和锌等的金属电连接到受保护的金属结构上，并在同一电解质中，通过不断地溶解和消耗电负性金属或合金，金属上的电子被转移到受保护的金属上，并向受保护的金属提供保护电流以使金属接合，从而起到保护作用。
（五）适当扩大钢接地体截面积，强化阴极保护
在接地体应用过程中，要对其应用时间产生的腐蚀量进行分析，基于设计不断扩大接地体截面积，补充材料的抗腐蚀性。但是随意扩大截面积会消耗较大的材料应用成本，还会导致运输、施工、加工消耗成本增加。其次，当各类接地体表面产生的各类腐蚀性产物导电作用较差时，会导致接地电阻值不断增大，对接地网散流能力产生较大影响。在电化学防护措施应用过程中，阴极保护应用范围较广，常用的方法主要有牺牲阳极法与外加电流法。其中外加电流法就是通过金属进行保护，电流可调性保护范围较大。
（六）地网施工质量的控制
有效地管理整体施工质量，在建设地面网络之前，企业相关专业人员到施工现场对周围环境进行现场调查，详细分析地质情况，事先做好适当的预防准备。同时在施工过程中要选择监理检查工作、地下布线工作、一般焊接方法，并注意焊接是否符合程序要求。
三、结束语
为了使变电站安全稳定运行，进而保证整个电力系统的稳定运行，应加强对变电站建设电气接地网项目建设。在施工之前，做好周围环境的勘测工作。设计、验收以及维护好整个施工工作，保证设备运行的有效性与安全性。
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