[發明專利]一種模擬土壤中雜散電流腐蝕的實驗裝置

無效

• 申請號: 201310242513.9
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103344547A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 徐松;馮兵;何鐵祥;胡波濤;陸佳政
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;湖南省電力公司科學研究院;湖南省湘電試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 陳立武

技術領域

本發明屬于金屬腐蝕技術領域，尤其涉及一種模擬土壤中雜散電流腐蝕的實驗裝置。

背景技術

接地網是保證電網安全運行的重要裝置，接地網腐蝕是電力系統安全運行迫切需要解決的問題，而引起接地網腐蝕主要因素有土壤環境因子、微生物、雜散電流等，其中雜散電流腐蝕尤為嚴重。雜散電流是指在土壤介質中存在的一種大小、方向都不固定的電流，這種電流對材料的腐蝕稱為雜散電流腐蝕。雜散電流又分為直流雜散電流和交流雜散電流兩類。埋地金屬直流雜散電流腐蝕損耗量可以按照法拉第定律計算，1A的電流一年能腐蝕約9kg鐵。一般來說，雜散交流電流腐蝕的危害性要比直流電流小，這是因為在同樣的電流密度下，交流電流腐蝕量比直流電流小，但是交流電的集中腐蝕性強，微弱的交流電流通過地網時，會導致地網發生微弱的電解腐蝕，頻率越低，電解腐蝕越嚴重，超低頻諧波電流會加速地網腐蝕。當前，國家電網公司正在進行特高壓建設，其中的特高壓直流輸電都是以大地為回路，其附近的交流接地網會在直流電流的作用下發生嚴重的電解腐蝕，在電流系統短路時，接地故障電流一般在幾千安培到幾十千安培，會在導體中產生很高的熱量，其持續時間取決于系統主保護動作時間和斷路器的分閘時間，持續大電流會對接地網造成極大的電解腐蝕。有鑒上述雜散電流的危害，在實驗室研究雜散電流對接地網的腐蝕機理，對于開發接地網防腐新技術具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的落后狀況，為解決土壤中雜散電流腐蝕實驗裝置的技術難題，提供一種模擬土壤中雜散電流腐蝕的實驗裝置，用以在實驗室研究接地網雜散電流腐蝕機理。

本發明的技術解決方案是，所提供的一種模擬土壤中雜散電流腐蝕實驗裝置，參見圖1，它如圖1所示，包括有一個帶有溫濕控制器2的環境柜1、一個具有電源正極4和電源負極5的可調穩壓恒流直流開關電源3、一個具有陽極6和陰極7的電位差計8、一個帶有樣品夾9和銅棒11及接地線13的土壤箱10、托臺12。其中，所述土壤箱10的銅棒11置于該土壤箱10的內腔中央，所述土壤箱10的樣品夾9為至少六個，該至少六個樣品夾9軸向均勻間隔設置在所述銅棒11上，間距100～200㎜。所述可調穩壓恒流直流開關電源3和所述電位差計8并列置于所述環境柜1的柜臺之上，所述可調穩壓恒流直流開關電源3的電源正極4連接所述土壤箱10的銅棒11的一端端頭，所述可調穩壓恒流直流開關電源3的電源負極5連接所述土壤箱10的銅棒11的另一端端頭；所述電位差計8的陽極6連接所述土壤箱11底部一端，所述電位差計8的陰極7連接所述土壤箱11底部的另一端。所述托臺12架置于所述環境柜1的內腔中部。所述土壤箱10即置于該托臺12之上，并通過該托臺12的支撐置于環境柜1內，該土壤箱10的接地線13串聯所述環境柜1的柜底伸出柜外，以便使用時方便其外端埋入地下。

由以上構成的本發明的這種模擬土壤中雜散電流腐蝕實驗裝置使用時，將至少六個送測試樣分別夾持在樣品夾9之上，試樣間隔100～200㎜，將裝好試樣的樣品夾9置于土壤箱10中，用準備好的土壤均勻裝入土壤箱10中，土壤至少覆蓋樣品夾150mm以上，其中可調穩壓恒流直流開關電源3電源正極4連接銅棒11左端，電源負極5連接銅棒11右端；電位差計8陽極6連接土壤箱11底部左端，陰極7連接土壤箱11底部右端。開通環境柜1的開關電源，設置環境柜1的溫度和濕度，由溫濕控制器2自動調節環境柜1中的溫度和濕度，使之達到設定值，然后啟動可調穩壓恒流直流開關電源3的電源開關，給銅棒11通入恒定電流值的電流。設定試驗電壓和電流，電流經過銅棒11均勻分布在土壤箱11中的土壤中。樣品夾上的試樣在電流和土壤的共同作用下進行腐蝕反應，啟動電位差計8的電源開關，該電位差計8即自動檢測土壤箱中電位差分布，根據公式電流=電位差/土壤電阻值，從而得到土壤箱中電流的大小及其分布情況。按設定試驗時間取出試樣，即可使用常規方法分析出試樣在雜散電流下的腐蝕速率及其腐蝕形態。

本發明的有益效果是：

1）、可通過控制溫度、濕度、電壓、電流在實驗室模擬各種雜散電流下的土壤腐蝕過程；

2）、可實現雜散直流電流土壤腐蝕實驗或雜散交流電流土壤腐蝕實驗；

3）、可同時測量六種以上材料在雜散電流下的土壤腐蝕速率；

4）、裝置結構簡單、成本低廉、操作方便、維護容易。

附圖說明：

圖1為本發明一種模擬土壤中雜散電流腐蝕實驗裝置的結構框圖，圖中標示為：

1—環境柜，

2—溫濕控制器，

3—可調穩壓恒流直流開關電源，