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塑料絕緣電力電纜,在中低壓系統(tǒng),甚至在高壓電纜系統(tǒng)中,已逐步取代油浸紙絕緣 電力電纜,但是目前電力系統(tǒng)中仍有油浸紙絕緣電力電纜在運行。高壓單芯塑料絕緣電力 電纜也有采用鉛護套、鋁護套或皺紋鋁護套。因此.在這里有必要介紹一下電力電纜的防 腐蝕技術(shù)。
—般地,直埋電力電纜的運行壽命為30?50年,由于其周圍環(huán)境的惡化.造成電力電 纜的金屬鎧裝或金屬護套腐蝕,導(dǎo)致電纜的故障頻發(fā)和壽命縮短。電纜的腐蝕可分為電化學(xué) 腐蝕和化學(xué)腐蝕兩大類。化學(xué)腐蝕是金屬和周圍介質(zhì)發(fā)生氧化作用引起的腐蝕。電化學(xué)腐蝕 是金屬和周圍介質(zhì)形成原電池作用而引起的腐蝕。這種腐蝕在直流變電所或電氣機車軌道附 近的直流泄露區(qū)尤為嚴(yán)重,當(dāng)土壤中含有硝酸鹽、鈉鹽、鈣鹽或氫化物時腐蝕更加嚴(yán)重。
電力電纜的腐蝕情況比較復(fù)雜,它與周圍介質(zhì)的情況(溫度、濕度、酸、堿性等)密 切相關(guān)。眾所周知,濕度越大腐蝕越容易發(fā)生;溫度升高時,由于提高了離子的擴散速 度,而加速了腐蝕;介質(zhì)的酸、堿性(即pH值),也對金屬的腐蝕起著重大作用,實際 測試與分析的結(jié)果表明:一般氫離子濃度pH值等于6. 8?7. 2時不腐蝕,pH值等于6? 6.8時和pH值等于7. 2?8時腐蝕程度輕微,pH值小于6或pH值大于8時腐蝕程度 嚴(yán)重。ETGZ-II電纜故障測試儀
從電化學(xué)的角度來分析,金屬腐蝕的本質(zhì)是具有較低電位的部分金屬起陽極作用,具 有較高電位的部分金屬起陰極作用,而周圍的土壤和水起完成電化學(xué)反應(yīng)的電解作用,即 形成了原電池。在這樣的電池中,電流從陰極或具有較島電位的區(qū)域流出,經(jīng)構(gòu)筑物或金 屬流向陽極或電位較低的區(qū)域。電流到達陽極后,再由金屬表面流出進人土壤或水,這 時.金屬離子進人周圍的電解液中,因而造成腐蝕。從電纜鉛皮流出的電流密度及電纜鉛 皮自然電位的試驗可知:一晝夜平均從電纜鉛皮流出的電流密度大于1.5pA/cm2時,電 纜就受腐蝕;當(dāng)電纜的自然電位高于一0.55V (CuSO,飽和溶液電極測試)時,電纜就 腐蝕。
當(dāng)腐蝕物為呈褐色的過氧化鉛時,可判定為陽極區(qū)的雜散電流腐蝕。當(dāng)腐蝕物為呈鮮 紅色或綠色、黃色時.可判定為陰極區(qū)的雜散電流腐蝕。當(dāng)電纜鉛包腐蝕生成帶淡黃或淡 粉紅色的白色痘狀物時,可判定為化學(xué)腐蝕。
電力電纜的防腐措施有很多,目前應(yīng)用最多的是防腐層法。這種方法雖然對明敷設(shè)電 纜(包括金屬構(gòu)架)比較適用,但防腐涂料的涂刷T程與費用較大。對于直埋電纜,可以 增大電纜與電氣鐵軌間的距離、增大鐵軌與大地間的接觸電阻和根除土壤中的酸堿物等方 法。但上述方法在工廠密集K是難以實現(xiàn)的。隨著電化學(xué)保護法的發(fā)展,使陰極保護法在 直埋電纜防腐技術(shù)上的應(yīng)用,取得了可喜的成果。
一、陰極保護法的理論基礎(chǔ)
所謂陰極保護法是在被保護的金屬(電纜金屬鎧裝或外護套)處在陰極極化時實現(xiàn) 的。陰極保護時,被保護金屬的固定電位值向它的標(biāo)準(zhǔn)電位的負(fù)向移動,直至達到金屬無 化學(xué)反應(yīng)活性或處于熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。
為了使電纜的金屬鎧裝與護套,在電化學(xué)腐蝕過程中,整個周圍介質(zhì)(土壤和水等) 成為陰極,必須借助于外部直流電源——自動恒電位儀(又稱防腐儀)。把直流電源的正 極接于輔助陽極上,把負(fù)極接于電纜的金厲鎧裝與護套上,陽極電流會促進腐蝕,而陰極 電流則能抑制腐蝕。電化學(xué)理論表明:如果電纜鎧裝與護套上的金屬亞鐵離子Fe++和鉛 離子Pb+4達到一定濃度,而且使其電位降低到一0. 44V (氫標(biāo))和一0. 13V (氫標(biāo))時, 鐵和鉛就不在進人溶液(土壤或水等),即不被腐蝕。如果使電位移到更負(fù)的數(shù)值,則溶 液中的部分鐵和鉛離子以金屬形式重新沉積出來。
實際上,當(dāng)電纜金屬鎧裝與護套接通外部直流電源(自動恒電位儀)時,電源便施給 電纜金屬鎧裝與護套以陰極電流,金屬鎧裝與護套的電位就向負(fù)的方向移動,當(dāng)電位降至 腐蝕電池的陽極起始電位時,電纜的金屬鎧裝與護套就不在腐蝕。