[實用新型]一種模擬土壤中雜散電流對接地網(wǎng)腐蝕的實驗裝置

有效

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• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN203658230U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉軍;吳道新;楊道武;劉仕坤;陶鵬飛;白雪;柏東;陳詩宇
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于金屬腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模擬土壤中雜散電流對接地網(wǎng)腐蝕的實驗裝置。?

背景技術(shù)

接地網(wǎng)是發(fā)電廠、變電站、通信站確保工作接地、防雷接地、保護接地的必備設(shè)施，是保證電網(wǎng)安全運行的必要裝置。接地網(wǎng)敷設(shè)在地下，除了受到周圍土壤環(huán)境的侵蝕和腐蝕外，周圍的雜散電流也會導(dǎo)致接地網(wǎng)局部位置的嚴(yán)重腐蝕。雜散電流是指不按規(guī)定回路流動的電流，這種電流對埋地金屬的腐蝕稱為雜散電流腐蝕，雜散電流主要由泄漏電流和電位梯度產(chǎn)生，可分為直流雜散電流和交流雜散電流。雜散電流腐蝕因隱蔽性、突發(fā)性強而造成非常巨大的經(jīng)濟損失。根據(jù)法拉第電解定律計算，1A的雜散電流1年內(nèi)可腐蝕9.12kg的鋼鐵。雜散電流對埋地金屬的腐蝕強度是一般自然腐蝕遠不能及的，它是埋地金屬穿孔腐蝕或斷裂的主要原因。?

鑒于上述雜散電流的危害，目前已有許多學(xué)者對雜散電流腐蝕做過諸多研究，但多數(shù)人未能真正模擬實際土壤環(huán)境中雜散電流腐蝕，因而得出的結(jié)論有待考證，對指導(dǎo)接地網(wǎng)的敷設(shè)以及開發(fā)防腐新技術(shù)也有一定的局限作用。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決土壤中雜散電流對接地網(wǎng)金屬腐蝕實驗裝置的技術(shù)難題而提供一種模擬土壤中雜散電流對接地網(wǎng)腐蝕的實驗裝置。?

本實用新型的技術(shù)方案是：一種模擬土壤中雜散電流對接地網(wǎng)腐蝕的實驗裝置，包括土壤箱、恒溫恒濕試驗箱、工作電極、參比電極、輔助電極、可調(diào)穩(wěn)壓直流電源、電化學(xué)測試系統(tǒng)、計算機、電流表和電壓表等。所述土壤箱置于恒溫恒濕試驗箱內(nèi)部；可調(diào)穩(wěn)壓直流電源正極連接工作電極、負(fù)極連接輔助電極，通過土壤形成一個回路；電化學(xué)測試系統(tǒng)一側(cè)連接計算機，另一側(cè)與工作電極、參比電極和輔助電極相連接形成另一個回路；兩回路分別由開關(guān)Ⅰ、Ⅱ控制。?

所述的工作電極全部埋入土壤中、參比電極和輔助電極部分埋入土壤中；工作電極與參比電極電極面豎直相對。?

所述電流表串聯(lián)在可調(diào)穩(wěn)壓直流電源所在電路中，用于檢測施加的電流?大小，電壓表并聯(lián)在工作電極和輔助電極之間，用于檢測兩者之間的電壓大小。?

本實用新型的優(yōu)勢在于：本實用新型可以通過控制溫度、濕度、電流密度等在實驗室模擬變電站現(xiàn)場土壤環(huán)境研究雜散電流對接地網(wǎng)的腐蝕。與傳統(tǒng)的三電極體系相比，采用土壤替代電解質(zhì)溶液作為電荷傳遞媒介，可更加真實地反映變電站中雜散電流對接地網(wǎng)的腐蝕情況。綜上，本實用新型不僅實現(xiàn)了模擬土壤環(huán)境中雜散電流對接地網(wǎng)的腐蝕，而且可模擬多種接地金屬的雜散電流腐蝕，具有裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、結(jié)果穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。?

附圖說明

圖1為一種模擬土壤中雜散電流對接地網(wǎng)腐蝕的實驗裝置示意圖。?

圖1中：1-土壤箱，2-恒溫恒濕試驗箱，3-工作電極，4-參比電極，5-輔助電極，6-土壤，7-可調(diào)穩(wěn)壓直流電源，8-電化學(xué)測試系統(tǒng)，9-計算機，10-電流表，11-電壓表，12-開關(guān)Ⅰ，13-開關(guān)Ⅱ。?

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型內(nèi)容具體實施例作進一步說明：?

一種模擬土壤中雜散電流對接地網(wǎng)腐蝕的實驗裝置，如圖1所示，包括土壤箱1、恒溫恒濕試驗箱2、工作電極3、參比電極4、輔助電極5、可調(diào)穩(wěn)壓直流電源7、電化學(xué)測試系統(tǒng)8、計算機9、電流表10和電壓表11等。土壤箱1置于恒溫恒濕試驗箱2內(nèi)部；可調(diào)穩(wěn)壓直流電源7正極連接工作電極3、負(fù)極連接輔助電極5，通過土壤6形成一個回路；電化學(xué)測試系統(tǒng)8一側(cè)連接計算機9，另一側(cè)與工作電極3、參比電極4和輔助電極5相連接形成另一個回路；兩回路分別由開關(guān)Ⅰ12、開關(guān)Ⅱ13控制；工作電極3全部埋入土壤6中、參比電極4和輔助電極5部分埋入土壤6中；工作電極3與參比電極4工作面上下相對；電流表10串聯(lián)在可調(diào)穩(wěn)壓直流電源7所在電路中，電壓表11并聯(lián)在工作電極3和輔助電極5之間。?

由以上構(gòu)成的一種模擬土壤中雜散電流對接地網(wǎng)腐蝕的實驗裝置具體實施步驟如下所述：實驗時，將接地網(wǎng)常用材料碳鋼Q235，銅或者鍍鋅鋼等加工成10×10×2mm的試片，試片五個面用環(huán)氧樹脂密封，被密封面用導(dǎo)線連接試片引出做成工作電極3，參比電極4為銅/飽和硫酸銅參比電極，輔助電極5為大面積石墨惰性電極；將三個電極置于土壤箱1中，其中工作電極3與參比電極4?電極面豎直相對，參比電極4在上；將從變電站取回的土壤均勻填充在土壤箱1中，壓緊；把土壤箱放入恒溫恒濕試驗箱2中，連接線路。設(shè)置恒溫恒濕試驗箱2箱內(nèi)溫度25℃，濕度75%，打開可調(diào)穩(wěn)壓直流電源7開關(guān)，合上開關(guān)Ⅰ12，電流經(jīng)電流表10、工作電極3后流入土壤中，由于土壤中離子的導(dǎo)電作用，電流由輔助電極5流回電源形成一個回路，工作電極3在電流和土壤聯(lián)合作用下發(fā)生腐蝕，電流表可檢測施加于工作電極上的電流密度，電壓表監(jiān)測工作電極和輔助電極之間的電壓值。通電一定時間后，斷開開關(guān)Ⅰ12，合上開關(guān)Ⅱ13，打開電化學(xué)測試系統(tǒng)8和計算機9，利用電化學(xué)測試系統(tǒng)可測試工作電極在雜散電流腐蝕后的極化曲線和交流阻抗等，從而研究雜散電流腐蝕情況。?