一種用于接地網(wǎng)加速腐蝕試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于接地網(wǎng)接地極腐蝕特性研究的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]接地網(wǎng)是一種為電氣設(shè)備提供理論上零電位的設(shè)備，在電氣設(shè)備發(fā)生短路時(shí)，或者設(shè)備外殼有感應(yīng)電壓時(shí)，或者設(shè)備遭受雷擊時(shí)等能夠可靠地將電流導(dǎo)入大地，從而保證人身和設(shè)備的安全。如果地網(wǎng)發(fā)生腐蝕，甚至因腐蝕而斷裂，將嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。
[0003]當(dāng)設(shè)備正常工作時(shí)，導(dǎo)體上的電流將產(chǎn)生磁場(chǎng)，根據(jù)麥克斯韋定律，接地體上會(huì)感應(yīng)一定的電流，實(shí)測(cè)也證明了這一點(diǎn)。而對(duì)于氣體絕緣封閉式組合電器來說，外殼會(huì)感應(yīng)出環(huán)流，一部分環(huán)流會(huì)經(jīng)過接地引下線而流入接地網(wǎng)。實(shí)測(cè)表明，對(duì)于220kV GIS變電站，接地引下線上最大電流可超過30A。而另一方面，接地網(wǎng)的工作環(huán)境特殊，因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)所接觸的土壤具有一定的腐蝕性，加之接地體上電流的作用，接地體會(huì)表現(xiàn)出不同的腐蝕特性。
[0004]目前對(duì)接地網(wǎng)腐蝕的研究主要是基于土壤的腐蝕，沒有考慮接地體上電流對(duì)其的影響。而入地電流的大小對(duì)接地體的腐蝕到底能產(chǎn)生什么樣的影響，還沒有一個(gè)有效的結(jié)論。僅僅通過計(jì)算是不全面的，而且也無法得到令人信服的證據(jù)。
[0005]通過開挖檢查發(fā)現(xiàn)，接地網(wǎng)各處的腐蝕程度并不一樣，離設(shè)備近處，腐蝕嚴(yán)重，離設(shè)備較遠(yuǎn)處，腐蝕較輕，甚至沒有發(fā)生腐蝕。因此，假設(shè)土壤的特性處處相等，那么入地電流的大小對(duì)接地網(wǎng)的腐蝕意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，探索入地電流對(duì)金屬接地極的腐蝕機(jī)理，發(fā)明了一套用于接地體加速腐蝕試驗(yàn)裝置。該裝置結(jié)構(gòu)合理，原理易懂，實(shí)現(xiàn)容易，適合試驗(yàn)室對(duì)接地體腐蝕機(jī)理的研究。
[0007]本發(fā)明為達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案是:
一種用于接地網(wǎng)加速腐蝕試驗(yàn)裝置，包括有試驗(yàn)金屬電極、試驗(yàn)容器、容器蓋板、接地線、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電流表、可調(diào)變壓器和試驗(yàn)電源；試驗(yàn)電源、可調(diào)變壓器、電流表、開關(guān)與滑動(dòng)變阻器依次串聯(lián)形成可調(diào)試驗(yàn)電流源裝置，并通過導(dǎo)線與金屬電極連接；試驗(yàn)容器頂部蓋有容器蓋板，底部連接接地線，金屬電極通過容器蓋板上的通孔伸入試驗(yàn)容器內(nèi)部形成測(cè)試空間，內(nèi)裝土壤樣本。
[0008]所述的試驗(yàn)容器分隔為多個(gè)獨(dú)立的小容器，容器蓋板上每個(gè)小容器對(duì)應(yīng)位置均設(shè)置有插入金屬電極的通孔，每個(gè)獨(dú)立小容器底部分別設(shè)置有接地線；所述的試驗(yàn)電源與可調(diào)變壓器連接后分別連接多組電流表、開關(guān)與滑動(dòng)變阻器組成多個(gè)獨(dú)立的可調(diào)試驗(yàn)電流源，并分別連接對(duì)應(yīng)的金屬電極。
[0009]每個(gè)小容器底部設(shè)計(jì)為鋼板制成，每塊鋼板之間相互絕緣，試驗(yàn)容器的其余部分為透明硬質(zhì)絕緣材料制成；容器蓋板同樣為透明硬質(zhì)絕緣材料制成。
[0010]所述的金屬電極材料為與實(shí)際被測(cè)接地體材質(zhì)相同的金屬材料，金屬電極表面有螺紋，通過金屬電極上安裝的螺母固定在容器蓋板上；金屬電極首端焊接有與金屬電極同材質(zhì)的金屬片，其厚度與實(shí)際被測(cè)接地體相同，作為模擬電流通過金屬片后向土壤中擴(kuò)散。
[0011]所述試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于具體方法為:
(1)選取不同的土樣，分別裝于試驗(yàn)容器中的小容器內(nèi)，同時(shí)，把金屬電極埋在土壤中；
(2)將容器蓋板孔穿過金屬電極，并用螺母固定金屬電極于蓋板上；
(3)根據(jù)試驗(yàn)要求，將電流源電路連接好，把滑動(dòng)電阻器調(diào)到最大檔，可調(diào)變壓器檔位為O。合上開關(guān)逐漸調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，觀察電流表的指示，將電流調(diào)到合適大小，即可實(shí)現(xiàn)腐蝕試驗(yàn)。
[0012]優(yōu)點(diǎn)及有益效果:(1)本裝置一次性可以實(shí)現(xiàn)多種土壤腐蝕因素，采用多種不同的金屬電極和不同的土壤腐蝕因素，同時(shí)模擬不同的環(huán)境下電流對(duì)接地體在土壤環(huán)境中的影響，通過其與電流的相互作用，研究它們對(duì)金屬電極的腐蝕；(2)流過金屬電極中的電流大小可直觀調(diào)節(jié)，可以研究不同的電流值對(duì)接地體的影響；(3)該試驗(yàn)方法容易實(shí)現(xiàn)，通過研究所得到的結(jié)論用來指導(dǎo)接地網(wǎng)防腐蝕差異化設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)、具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明試驗(yàn)裝置的總體結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明金屬電極結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明蓋板結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、金屬電極，2、試驗(yàn)容器，3、容器蓋板，4、接地線，5、滑動(dòng)變阻器，6、開關(guān)，7、可調(diào)變壓器，8、試驗(yàn)電源，9、電流表，10、電壓表，11、螺母，12、金屬片。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
本試驗(yàn)裝置主要由試驗(yàn)金屬電極1、試驗(yàn)容器2、容器蓋板3、接地線4、滑動(dòng)變阻器5、開關(guān)6、可調(diào)變壓器7和試驗(yàn)電源8組成。
[0015]金屬電極I是與實(shí)際接地體材質(zhì)相同的金屬電極，材料可以是鍍鋅鋼、銅包鋼、純銅、鋼等。金屬電極的橫截面為直徑18mm，表面有螺紋，直徑為18mm的螺母11可以與金屬電極配合；金屬電極插入土壤中的部分，首端焊接有與金屬電極同材質(zhì)的金屬片12，其厚度與接地體相同，用來模擬電流通過金屬片12后向土壤中擴(kuò)散。
[0016]試驗(yàn)容器2設(shè)計(jì)為特殊結(jié)構(gòu)的容器，整體一個(gè)大容器按照試驗(yàn)要求可以分隔為幾個(gè)小容器，每個(gè)小容器的底部設(shè)計(jì)為鋼板，每個(gè)鋼板之間相互絕緣，各自通過接地引下線接地，容器的其余部分為透明硬質(zhì)絕緣材料。容器的蓋板3同樣為透明硬質(zhì)絕緣材料，便于觀察試驗(yàn)情況。
[0017]接地線4可以是軟接地線。每個(gè)小容器設(shè)置獨(dú)自的接地線目的是使試驗(yàn)的精確性，彼此之間減少影響。
[0018]滑動(dòng)變阻器5、開關(guān)6、可調(diào)變壓器7和試驗(yàn)電源8實(shí)際上可以等效成一個(gè)電流源，本試驗(yàn)裝置就是研究電流對(duì)金屬電極的影響，因此，滑動(dòng)變阻器5、可調(diào)變壓器7和試驗(yàn)電源8及電壓表10等構(gòu)成了一個(gè)電流源。通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器5和可調(diào)變壓器7，觀察電流表9電流值的指示，得到相應(yīng)的試驗(yàn)電流值。
[0019]試驗(yàn)時(shí)，取不同的土樣，土樣的腐蝕因素可以根據(jù)試驗(yàn)的目的進(jìn)行選取，如取三種土樣，第一種的主要影響因素為PH值，第二種的主要影響因素為Cl_，第三種的主要影響因素為水等。然后將金屬電極通過蓋板插入到土樣中，利用固定螺栓固定住，再將電極與電流源相連接，即可進(jìn)行電流對(duì)接地體腐蝕影響的研究。
[0020]試驗(yàn)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)連接關(guān)系及操作方法如下:
(1)選取不同的土樣，分別裝于試驗(yàn)容器2中的小容器內(nèi)，同時(shí)，把金屬電極按照?qǐng)D1的方式埋在土壤中；
(2)將蓋板孔穿過金屬電極，并用螺母11固定金屬電極于蓋板上；
(3)根據(jù)試驗(yàn)要求，按照?qǐng)D1的連接方式將電路連接好，把滑動(dòng)電阻器5調(diào)到最大檔，可調(diào)變壓器7檔位為O。合上開關(guān)6逐漸調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，觀察電流表9的指示，將電流調(diào)到合適大小，即可實(shí)現(xiàn)腐蝕試驗(yàn)。
[0021]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡潔合理，現(xiàn)場(chǎng)易于操作，效果明顯，利于推廣應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于接地網(wǎng)加速腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于包括有試驗(yàn)金屬電極、試驗(yàn)容器、容器蓋板、接地線、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電流表、可調(diào)變壓器和試驗(yàn)電源；試驗(yàn)電源、可調(diào)變壓器、電流表、開關(guān)與滑動(dòng)變阻器依次串聯(lián)形成可調(diào)試驗(yàn)電流源裝置，并通過導(dǎo)線與金屬電極連接；試驗(yàn)容器頂部蓋有容器蓋板，底部連接接地線，金屬電極通過容器蓋板上的通孔伸入試驗(yàn)容器內(nèi)部形成測(cè)試空間，內(nèi)裝土壤樣本。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征是:所述的試驗(yàn)容器分隔為多個(gè)獨(dú)立的小容器，容器蓋板上每個(gè)小容器對(duì)應(yīng)位置均設(shè)置有插入金屬電極的通孔，每個(gè)獨(dú)立小容器底部分別設(shè)置有接地線；所述的試驗(yàn)電源與可調(diào)變壓器連接后分別連接多組電流表、開關(guān)與滑動(dòng)變阻器組成多個(gè)獨(dú)立的可調(diào)試驗(yàn)電流源，并分別連接對(duì)應(yīng)的金屬電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)裝置，其特征是:每個(gè)小容器底部設(shè)計(jì)為鋼板制成，每塊鋼板之間相互絕緣，試驗(yàn)容器的其余部分為透明硬質(zhì)絕緣材料制成；容器蓋板同樣為透明硬質(zhì)絕緣材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的試驗(yàn)裝置，其特征是:所述的金屬電極材料為與實(shí)際被測(cè)接地體材質(zhì)相同的金屬材料，金屬電極表面有螺紋，通過金屬電極上安裝的螺母固定在容器蓋板上；金屬電極首端焊接有與金屬電極同材質(zhì)的金屬片，其厚度與實(shí)際被測(cè)接地體相同，作為模擬電流通過金屬片后向土壤中擴(kuò)散。
5.一種權(quán)利要求1所述試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于具體方法為: (1)選取不同的土樣，分別裝于試驗(yàn)容器(2)中的小容器內(nèi)，同時(shí)，把金屬電極埋在土壤中； (2)將容器蓋板孔穿過金屬電極，并用螺母(11)固定金屬電極于蓋板上； (3)根據(jù)試驗(yàn)要求，將電流源電路連接好，把滑動(dòng)電阻器(5)調(diào)到最大檔，可調(diào)變壓器(7)檔位為O;合上開關(guān)(6)逐漸調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，觀察電流表(9)的指示，將電流調(diào)到合適大小，即可實(shí)現(xiàn)腐蝕試驗(yàn)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于接地網(wǎng)加速腐蝕試驗(yàn)裝置。它包括試驗(yàn)金屬電極、試驗(yàn)容器、容器蓋板、接地線、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、可調(diào)變壓器和試驗(yàn)電源。其特征在于：采用多種不同的金屬電極和不同的土壤腐蝕因素，同時(shí)模擬不同的環(huán)境下電流對(duì)接地體在土壤環(huán)境中的影響。流過金屬電極中的電流大小可直觀調(diào)節(jié)，可以研究不同的電流值對(duì)接地體的影響。系統(tǒng)操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)、具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】G01N17-00
【公開號(hào)】CN104634721
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410727094
【發(fā)明人】李爽, 吳細(xì)毛, 李冠華, 李斌, 韓洪剛, 趙義松, 唐紅
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日