电厂阴极保护牺牲阳极保护系统措施

电厂阴极保护牺牲阳极保护系统措施

一、电厂阴极保护的重要性

接地网是指由垂直和水平接地极组成的供发电厂、变电站使用的兼有泄流和均压作用的较大型的水平网状接地装置。它是维护变电站等电力系统安全可靠运行，保证运行人员和电气设备安全的重要设施。在我国，由于资源、经济等原因，接地网所用材质主要为普通碳钢。由于接地网埋设于地下难以直接监视，当接地网投运后，腐蚀问题就会暴露出来。接地网腐蚀通常呈现局部腐蚀形态，发生腐蚀后，接地网碳钢材料变脆、起层、松散，甚至会多处发生断裂，造成接地性能不良，这样流经接地装置的电流不能迅速流向大地，以至于电网高压窜入二次回路及操作系统，使监视设备发生误动或拒动而扩大事故，带来巨大的经济损失和不良的社会影响。阴极保护技术包括牺牲阳极和外加电流两种方法。一般对小口径管道，海水流速及介质组成变化较大，需提供较大保护电流情况，较适宜采用外加电流阴极保护。近年来，电厂机务部分海水循环水系统越来越多地采用外加电流阴极保护。机务部分循环水系统通常由管道（直管、弯头及大小头等）、设备　（如凝汽器、换热器、滤网、蝶阀等）组成，具有复杂的结构、多种材质连接，这些都使管道及设备系统阴极保护变得复杂，要对系统进行全面地保护，必须进行科学合理的设计和良好的防腐施工。

电厂埋地接地装置的腐蚀一般分为三类：电化学腐蚀、细菌（微生物）腐蚀、土壤杂散电流腐蚀，其中电化学腐蚀是主要的。电化学腐蚀又可以分为微电池腐蚀和宏电池腐蚀。由于铁质接地装置中含有杂质，除铁以外还有碳和其他元素，当铁处于大地这个电解质环境中，铁和碳就可以构成腐蚀电池导致自腐蚀，这就是微电池腐蚀。宏电池的腐蚀相对复杂一些，当同一接地网或其他接地装置处在两种不同电解质浓度的土壤中，两处接地装置之间就会有腐蚀电流流动，这种现象称为宏电池。

电厂防雷区域广泛，任务重。具体要求防雷接地有主厂房区、变压器区、220KV配电装置，网络继电器楼、制氢站、天然气调压站和其它辅助车间等。

接地网是避雷的重要组成部分，它由扁钢构成，由于土壤的腐蚀，扁钢产生锈蚀，甚至断裂，因而失去避雷功能。以往为了防止腐蚀而用镀锌，但是只有镀锌的防腐是不会长效的，所以近年多采取阴极保护方法而达到长效保护目的，理论和实践均证明，这种方法是有效的。

牺牲阳极法，就是根据“腐蚀电池”的原理，将需要被保护的金属结构作为阴极，通过电气连接，与一电子电位更负的金属或合金(作为阳极)连接，使满足腐蚀电池形成的条件，让电子电位低的阳极材料向电子电位高的阴极材料不间断地提供电子，阳极因较活泼而优先溶解，向被保护金属通人一定量的负极直流电，使其相对于阳极接地装置变成一个大阴极而免遭腐蚀，阳极则遭到强烈腐蚀；而阴极材料的结构首先极化，在结构表面富集电子，不再产生离子，进而大大地减缓结构的腐蚀进程，达到了保护阴极材料的目的。

二、电厂阴极保护牺牲阳极保护系统参考标准阴极保护将符合以下提及的标准要求：        

NACE RP 0169  地下或水中金属管道系统的外部腐蚀        

NACE RP 0285 阴极保护的地下储罐系统腐蚀控制        

NACE RP 0193 金属储罐底的外部阴极保护        

NACE RP 0286 阴极保护管线的电隔离        

NACE RP 0572 外加电流深层地基的设计、安装、运行和维护        

NACE RP 0177 交流电的缓解、金属结构上的照明效果和腐蚀控制系统        

RP B401 DNV建议实例“阴极保护设计”        

NEMA MR-20 半导电整流器阴极保护设备

GB/T 17731-1999 《镁合金牺牲阳极》

GB/T 4950-2021   《锌合金牺牲阳极》

GB/T 26287-2010  《铝合金牺牲阳极》

SY/T 0019-97 《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》GB/T 7387-1999《船用参比电极技术条件》 

GB153 《标准电压》

GB50054-95 《低压配电设计规范》

GB50217-94 《电力工程电缆设计规范》

SYJ 4006-90 《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》

SY/T 23-97 《埋下钢质管道阴极保护参数测试方法》

SY/T 0087-95 《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》二、电厂阴极保护系统的组成对于接地网采用牺牲阳极阴极保护方法是非常适宜的，特别是新建电厂。牺牲阳极保护效果好，安装方便，零维护，这为电厂以后管理减少很多麻烦，所以被广泛使用。电厂阴极保护牺牲阳极保护系统主要对以下构筑物实施阴极保护措施

1、地下钢管桩、地下钢管道、埋地钢结构、地下接地网的阴极保护 

对于独立(电气上不加专门的连接线)的钢管桩、地下管道、埋地钢结构等生般不需要采用防腐涂料、牺牲阳极或者外加电流等专门的防腐措施,只要采取适当增加钢管桩的壁厚来延长它的使用寿命即可。

过去,人们单一采取管道内、外涂刷涂料或外包玻璃钢以隔绝管道与土壤之间接触但由于管道在安装时涂层发生破损,或管道埋地后涂层本身发生自然老化,腐蚀便在这些裸露表面发生,腐蚀电流在这些区域大大增加,最终造成管道局部腐蚀加快,甚至穿孔。根据保护物的不同采取的牺牲阳极也不同，外壁一般采用镁或锌，内壁一般采用锌或铝。

三、电厂阴极保护牺牲阳极检测系统

1、测试说明：

电厂接地网阴极保护施工过程中，阳极焊接完成后检查其牢固度，以防后期由于焊接不牢固而造成脱落。等焊接完毕后，通过测试桩对接地网的保护电位进行检测。 

2、维护说明：

工程竣工验收合格后，阴极保护系统运行，阳极通过自身的电位来极化接地网，平时检测维护人员通过万用表测量测试桩上的电位达到-0.85v到-1.2v之间，说明系统运行良好。1、定期检查接地网的保护电位，一半半年或一年一次。

3、必要时检查阳极表面腐蚀状态，接地网表面腐蚀状况。

3、测试桩应定期检查，检查接线情况及电缆是否连接牢固。