1問題的提出
接地裝置是接地系統(tǒng)中的重要組成部分，接地裝置的好壞，直接影響到接地（防雷接地、工作接地和防靜電接地）的效果。在生產(chǎn)實踐中，做好測報系統(tǒng)設備接地的重要性已逐漸被認識并得到了足夠的重視。接地裝置長期處于地下或陰暗、潮濕的環(huán)境中，容易發(fā)生腐蝕，因而會影響接地裝置的使用壽命，造成接地網(wǎng)局部斷裂，接地線與接地網(wǎng)脫離。強調(diào)接地電阻阻值指標，卻忽略接地裝置存在的腐蝕與防腐問題，是造成事故的安全隱患。近年發(fā)生在測報生產(chǎn)中的水毀事例，表明了接地系統(tǒng)防腐的迫切和重要：對接地裝置的腐蝕問題必須認真對待，并采取切實可行的防腐措施進行防護。
 
2接地及其作用
電氣設備的某個部分與大地之間作良好的電氣聯(lián)接稱為接地。與大地土壤直接接觸的金屬導體或金屬導體組稱為接地體；聯(lián)接電氣設備應接地部分與接地體的金屬導體稱為接地線；接地引入線是指接地匯集線與接地體之間的連接線。接地體和接地線的總和稱為接地裝置。
電氣設備接地的目的主要是保護人身和設備的安全。接地按其作用可分為三類：
（1）保護接地，指正常情況下將電氣設備外殼及不帶電金屬部分的接地。如發(fā)電機、變壓器等電氣設備外殼的接地。
（2）工作接地，指電力、通信等系統(tǒng)中利用大地做導線或為保證其正常運行所進行的接地。如供電系統(tǒng)中的三相四線制中的地線，變壓器中性點接地等。
（3）防雷接地，指過電壓保護裝置或設備的金屬結(jié)構(gòu)的接地。如避雷器的接地、避雷針構(gòu)架的接地等，也稱過電壓保護接地。
接地裝置是測報系統(tǒng)中確保工作接地、防雷接地、保護接地的必備設施，其接地電阻是接地裝置的主要技術參數(shù)之一。設備對接地電阻的要求基本標準為：交流工作地、安全保護地、防雷保護地、直流工作地的接地電阻都要≤4Ω；設備所在通信站聯(lián)合接地≤1Ω。
由于接地裝置長期處于地下惡劣的運行環(huán)境中，土壤的化學與電化學腐蝕不可避免，同時還要承受地網(wǎng)散流與雜散電流的腐蝕，接地裝置的腐蝕會造成電氣設備的“失地”，接地電阻升高，影響電氣設備乃至整個測報系統(tǒng)的安全運行。例如，小花遙測系統(tǒng)在設計查勘時，發(fā)現(xiàn)武陟、小浪底、黑石關等水文站，或是沒有做接地或是原先已有的接地裝置，大部分接地體腐蝕嚴重，接地引入線幾乎銹蝕斷路，曾發(fā)生過雷電擊毀電器設備的事故。
當接地裝置的接地電阻滿足設計要求后，如何保證在其運行壽命周期內(nèi)，始終能起到其應起的作用，是工程設計人員應該認真研究的問題。
3接地裝置腐蝕的部位、原因及種類
土壤是一個由氣、液、固三種狀態(tài)的物質(zhì)組成的復雜體系，其三種狀態(tài)物質(zhì)的組成隨溫度、氣候、季節(jié)等因素的變化，由此導致土壤的電阻率，氧化還原電位，PH值，含水率，透氣性等特性改變；同時土壤中伴有一系列微生物的新陳代謝活動，這些都是引起接地裝置腐蝕的因素。因此，土壤的腐蝕性是非常復雜的。另外，土壤中的鹽份（Cl-），含氧量（O2），微生物類型，有機質(zhì)，雜散電流等也會對土壤的腐蝕產(chǎn)生影響。
3.1容易發(fā)生腐蝕的部位
一般情況下，容易發(fā)生腐蝕的部位是：①設備接地引下線及其連接螺絲；②焊接頭；③電纜溝內(nèi)的均壓帶；④水平接地體。
3.2腐蝕的原因
土壤腐蝕性強，特別是在偏酸性的土壤、風化石土壤和砂質(zhì)土壤中，最易發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕。
接地體采用再生鋼材，這樣的鋼材由于雜質(zhì)超標，在地下易發(fā)生電偶電池腐蝕。
使用了腐蝕性較強的降阻劑，特別是一些化學降阻劑，由于含有大量的無機鹽類，加速了接地體的電化學腐蝕。
屬于施工方面的原因：①接地體埋深不夠，上層土壤含氧率較高，吸氧腐蝕快；②用砂子、碎石和建筑垃圾作回填土；③焊接頭存在虛焊、假焊現(xiàn)象，對焊接頭沒有做防腐處理；④對接地引下線沒有采取過渡防腐措施，沒有刷防腐漆。
3.3腐蝕的種類
接地裝置的腐蝕形式一般分化學腐蝕和電腐蝕兩類，腐蝕過程主要是電化學溶解過程。腐蝕都是發(fā)生在接地裝置金屬的表面上，形成各種腐蝕電池致使接地裝置腐蝕損壞。
3.3.1化學腐蝕
屬于自然腐蝕的范疇，是接地體和周圍環(huán)境里接觸到的介質(zhì)，直接進行化學反應而引起的一種自發(fā)腐蝕。接地體與空氣中的水分，氧氣和二氧化碳產(chǎn)生化學反應，使金屬接地體被腐蝕而生銹。
鋼鐵生銹的過程，就是鐵緩慢轉(zhuǎn)化為堿性碳酸鹽的過程。當空氣中擴散著氮的化合物氣體時，這些介質(zhì)和接地體相接觸，使接地體更快、更厲害地腐蝕。
3.3.2電化腐蝕
當接地體和電解質(zhì)溶液相接觸時，由于電池的作用而引起的腐蝕就是電化腐蝕。它的作用過程是:由于接地體組織的不均勻性及其含有雜質(zhì)，因而在接地體表面的各個部分，具有不同的電位，形成了無數(shù)個微型原電池。當接地體表面附上一層水膜后，空氣里的CO2或其他酸性氧化物氣體溶解在這層水膜里，形成弱酸性溶液。當這種溶液溶解進某種鹽類時變成了電解質(zhì)溶液。在電解質(zhì)溶液中，如果接地體中的雜質(zhì)比鐵更不活躍，鐵就變成了原電池的陰極，陰極上電子放出與水和氧作用而生成OH-進入水膜。在有侵入介質(zhì)作用下，由于溶液中有陰離子存在，則接地體表面容易變?yōu)榛顟B(tài)，使其腐蝕加快。
 
4接地裝置的防腐措施
接地裝置的防腐措施大體有：①從材質(zhì)本身著手解決腐蝕或延緩腐蝕速度。如采用加大截面積、更換材質(zhì)或采用復合材料作接地體等均屬于這一種類型；②根據(jù)電化學腐蝕的原理，采用電化學保護的方法。如比較典型的方法就是“極陰極保護法”；③采用物理保護的方法。如目前國外普遍采用的導電防腐涂料就是一種較為實用的防腐新技術。
4.1加大接地體的截面積
加大截面是一種最直觀的做法。加大截面的做法固然對防腐起到了一些緩蝕的作用，但對那些嚴重的腐蝕地區(qū)也無法從根本上得以解決，還存在不經(jīng)濟的弊端。
4.2采用耐腐蝕的有色金屬
從理論上講，多數(shù)有色金屬如銅、鋁、鉛、鋅都具有較好的抗腐蝕能力，其中銅和鉛在接地材料中用得較多。直接用有色金屬作接地體，不足之處是，其一價格昂貴，成本提高；其二鋼性不夠，施工困難。解決剛性不夠的唯一方法又得增大截面積。據(jù)計算，接地體的直徑增加30%，截面積可增大70%；直徑增加50%，截面積可增加125%，也就是要多耗70%～125%的有色金屬。這無疑又使一次性投入成本成倍地增加。
4.3應用復合材料
所謂復合材料，實際上就是在碳鋼的表面涂一層較厚的有色金屬，以此來抗腐蝕。最常見的就是已經(jīng)廣泛使用的鍍鋅技術。
所有接地裝置的材料大多采用圓鋼、扁鋼、角鋼等碳素鋼材。這是因為這些材料取材方便、價格便宜、鋼性較大、施工方便，但是鐵是一種化學性質(zhì)比較活潑的元素，在常溫常濕的條件下就能與許多非金屬元素及鹽類發(fā)生反應而導致銹蝕。
與碳鋼相比，多數(shù)的有色金屬具有較好的抗腐蝕能力，如銅在低濃度的NaOH、CO2、海水等環(huán)境中有較好抗腐蝕能力；鉛在H2SO4、SO2的環(huán)境中顯得特別穩(wěn)定；而鋅比較適應的是堿性環(huán)境。復合材料就是以碳鋼為基體，采用高壓高溫等特殊工藝技術，在其表面復合上一層有一定厚度的有色金屬。
4.4陰極保護法
大家知道，金屬只有在陽極狀態(tài)下才可能腐蝕。陰極保護原理就是，通過對受保護的金屬設施進行陰極極化，使之變成一個大陰極，從而防止金屬腐蝕。陰極保護可通過犧牲陽極法和外加電流法實現(xiàn)。
陰極保護法是一種電化學保護方法，就是將被保護金屬和一種可以提供陰極保護電流的金屬或合金(即陽極)相連，使被保護體極化以降低腐蝕速率的方法。在被保護金屬與犧牲陽級所形成的大地電池中，被保護金屬體為陰極，犧牲陽極的電位往往負于被保護金屬體的電位值，在保護電池中是陽極，被腐蝕消耗，故稱之為“犧牲”陽極，從而達到對陰極(被保護金屬體)保護的目的?！盃奚枠O”的材料通常是高純鎂及鎂合金、高純鋅及鋅合金、鋁合金等。
犧牲陽極陰極保護法，需要每隔數(shù)年開挖檢查，對“犧牲”的陽極要進行更換。
4.5應用新技術、新材料
 高效膨潤土降阻防腐劑和導電防腐涂料進行防腐是目前較新的一種技術。從本質(zhì)上講，它屬于一種物理保護類型，具備三個最基本的技術要求，即：①導電性能良好，電阻率盡量低于土壤電阻率并與被保護的金屬的電阻率相接近；②防腐性能良好，對酸、堿、鹽等化學溶劑有較強的耐受能力；③現(xiàn)場施工工藝簡單易行，機械強度適當，價格適宜。
非金屬接地材料是目前行業(yè)里新生的一種金屬接地體的替換產(chǎn)品，由于其特有的抗腐蝕性能和良好的導電性以及較高的性價比被廣大用戶所接受。目前非金屬接地產(chǎn)品主要是以石墨為主要材料，根據(jù)制作工藝不同主要有壓制和燒制兩種。石墨基本結(jié)構(gòu)就是碳，它對環(huán)境沒有任何污染，所以這種原料的產(chǎn)品屬于環(huán)保型產(chǎn)品。