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模拟土壤中杂散电流对接地网腐蚀的实验装置

一种模拟土壤中杂散电流对接地网腐蚀的实验装置 

技术领域

[0001] 本实用新型属于金属腐蚀技术领域,具体涉及一种模拟土壤中杂散电流对接地网腐蚀的实验装置。

背景技术

[0002] 接地网是发电厂、变电站、通信站确保工作接地、防雷接地、保护接地的必备设施,是保证电网安全运行的必要装置。接地网敷设在地下,除了受到周围土壤环境的侵蚀和腐蚀外,周围的杂散电流也会导致接地网局部位置的严重腐蚀。杂散电流是指不按规定回路流动的电流,这种电流对埋地金属的腐蚀称为杂散电流腐蚀,杂散电流主要由泄漏电流和电位梯度产生,可分为直流杂散电流和交流杂散电流。杂散电流腐蚀因隐蔽性、突发性强而造成非常巨大的经济损失。根据法拉第电解定律计算,1A的杂散电流1年内可腐蚀9.12kg的钢铁。杂散电流对埋地金属的腐蚀强度是一般自然腐蚀远不能及的,它是埋地金属穿孔腐蚀或断裂的主要原因。

[0003] 鉴于上述杂散电流的危害,目前已有许多学者对杂散电流腐蚀做过诸多研究,但多数人未能真正模拟实际土壤环境中杂散电流腐蚀,因而得出的结论有待考证,对指导接地网的敷设以及开发防腐新技术也有一定的局限作用。

发明内容

[0004] 本实用新型的目的是为了解决土壤中杂散电流对接地网金属腐蚀实验装置的技术难题而提供一种模拟土壤中杂散电流对接地网腐蚀的实验装置。

[0005] 本实用新型的技术方案是:一种模拟土壤中杂散电流对接地网腐蚀的实验装置,包括土壤箱、恒温恒湿试验箱、工作电极、参比电极、辅助电极、可调稳压直流电源、电化学测试系统、计算机、电流表和电压表等。所述土壤箱置于恒温恒湿试验箱内部;可调稳压直流电源正极连接工作电极、负极连接辅助电极,通过土壤形成一个回路;电化学测试系统一侧连接计算机,另一侧与工作电极、参比电极和辅助电极相连接形成另一个回路;两回路分别由开关Ⅰ、Ⅱ控制。

[0006] 所述的工作电极全部埋入土壤中、参比电极和辅助电极部分埋入土壤中;工作电极与参比电极电极面竖直相对。

[0007] 所述电流表串联在可调稳压直流电源所在电路中,用于检测施加的电流大小,电压表并联在工作电极和辅助电极之间,用于检测两者之间的电压大小。[0008] 本实用新型的优势在于:本实用新型可以通过控制温度、湿度、电流密度等在实验室模拟变电站现场土壤环境研究杂散电流对接地网的腐蚀。与传统的三电极体系相比,采用土壤替代电解质溶液作为电荷传递媒介,可更加真实地反映变电站中杂散电流对接地网的腐蚀情况。综上,本实用新型不仅实现了模拟土壤环境中杂散电流对接地网的腐蚀,而且可模拟多种接地金属的杂散电流腐蚀,具有装置结构简单、操作方便、结果稳定可靠等优点。

附图说明

[0009] 图1为一种模拟土壤中杂散电流对接地网腐蚀的实验装置示意图。

[0010] 图1中:1-土壤箱,2-恒温恒湿试验箱,3-工作电极,4-参比电极,5-辅助电极,6-土壤,7-可调稳压直流电源,8-电化学测试系统,9-计算机,10-电流表,11-电压表,12-开关Ⅰ,13-开关Ⅱ。

具体实施方式

[0011] 以下结合附图对本实用新型内容具体实施例作进一步说明:

[0012] 一种模拟土壤中杂散电流对接地网腐蚀的实验装置,如图1所示,包括土壤箱1、恒温恒湿试验箱2、工作电极3、参比电极4、辅助电极5、可调稳压直流电源7、电化学测试系统8、计算机9、电流表10和电压表11等。土壤箱1置于恒温恒湿试验箱2内部;可调稳压直流电源7正极连接工作电极3、负极连接辅助电极5,通过土壤6形成一个回路;电化学测试系统8一侧连接计算机9,另一侧与工作电极3、参比电极4和辅助电极5相连接形成另一个回路;两回路分别由开关Ⅰ12、开关Ⅱ13控制;工作电极3全部埋入土壤6中、参比电极4和辅助电极5部分埋入土壤6中;工作电极3与参比电极4工作面上下相对;电流表10串联在可调稳压直流电源7所在电路中,电压表11并联在工作电极3和辅助电极5之间。

[0013] 由以上构成的一种模拟土壤中杂散电流对接地网腐蚀的实验装置具体实施步骤如下所述:实验时,将接地网常用材料碳钢Q235,铜或者镀锌钢等加工成10×10×2mm的试片,试片五个面用环氧树脂密封,被密封面用导线连接试片引出做成工作电极3,参比电极4为铜/饱和硫酸铜参比电极,辅助电极5为大面积石墨惰性电极;将三个电极置于土壤箱1中,其中工作电极3与参比电极4 电极面竖直相对,参比电极4在上;将从变电站取回的土壤均匀填充在土壤箱1中,压紧;把土壤箱放入恒温恒湿试验箱2中,连接线路。设置恒温恒湿试验箱2箱内温度25℃,湿度75%,打开可调稳压直流电源7开关,合上开关Ⅰ12,电流经电流表10、工作电极3后流入土壤中,由于土壤中离子的导电作用,电流由辅助电极5流回电源形成一个回路,工作电极3在电流和土壤联合作用下发生腐蚀,电流表可检测施加于工作电极上的电流密度,电压表监测工作电极和辅助电极之间的电压值。通电一定时间后,断开开关Ⅰ12,合上开关Ⅱ13,打开电化学测试系统8和计算机9,利用电化学测试系统可测试工作电极在杂散电流腐蚀后的极化曲线和交流阻抗等,从而研究杂散电流腐蚀情况。

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