1腐蚀原因分析
1.1腐蚀情况
在110kV刀闸触头、接地铜排、10kV电抗器铜电缆、SF6开关的铜管等铜金属裸露部位，均出现程度不同的腐蚀现象，见图1—3。铜金属裸露部位均有变暗、发污现象，其中10kV电抗器铜电缆腐蚀情况最为严重，表面已完全变黑，且有一绿黑色均匀薄层腐蚀产物，质地疏松，有的已脱落。主要原因是由于铜材长期暴露在空气中，与大气中H2S等含硫气体发生反应，把硫原子固定下来，形成微绿、黑色的CuS和CuO的混合腐蚀产物，腐蚀物疏松并成薄层状脱落。察看过程中，不时闻到类似硫化氢、氨水等刺鼻的气味。从部件腐蚀的形貌初步判断，应该为酸碱气氛长期腐蚀所致。
1.2腐蚀机理
铜金属裸露部分的腐蚀属于大气腐蚀。大气腐蚀是材料与其周围的大气环境相互作用的结果。无论是在非遮雨条件下还是遮雨的条件下，大气腐蚀都会发生。影响大气腐蚀的因素很多，总的来说包括以下三类。(1)气候条件:包括湿度、温度、日辐射、各种天气现象等。(2)大气成分:包括SO2，H2S，氮的氧化物及固体尘埃等。(3)金属表面状态。一般认为，铜在干燥的空气中不易被氧化，但当受到轻微氧化后会生成Cu2O和CuO，呈现紫红色，在潮湿的工业污染环境中会进一步被腐蚀形成CuSO4·3Cu(OH)2和CuCO3·Cu(OH)2等绿色“铜锈”。铜在大气中轻微腐蚀生成Cu2O后，腐蚀速度大幅度减慢，生成的Cu2O作为保护膜抑制了腐蚀的进行。但是，当大气达到一定湿度，存在SO2、H2S等情况下，该层氧化膜会被SO2、H2S和水生成的酸性物质所溶解，生成了溶解度更小的碱式硫酸铜等物质。铜在大气环境中，均随着腐蚀性气体浓度的增加，腐蚀不断加重。尤其在含硫气体环境中，随着含硫气体浓度的增加，铜反应阻力明显减小，腐蚀趋势增大，铜腐蚀不断加剧［2－6］。通过对变电站周围环境的检查，发现空气中含有大量的腐蚀性气体，这些腐蚀性气体的存在大大加剧了铜金属的腐蚀。
2腐蚀防治的建议
针对上述铜金属的腐蚀，有如下防治方法可以采用。1)已受腐蚀部件的处理办法:(1)对于腐蚀严重而且有可能形成安全事故隐患的部件予以更换;(2)不同材质的部件连接时，应采取电化学防腐蚀措施;(3)在停电条件下，用浓氨水或醋酸处理已发黑的铜表面;(4)对于表面积较大的铜材表面进行涂层防腐，如涂刷防腐涂料等。2)采用其他耐蚀材料代替铜。在含H2S大气环境中铜金属极可能发生严重腐蚀。建议采用不锈钢材质代替铜质导静电连接线。如:接地导线固定螺栓、垫圈建议更换成不锈钢材料，接地铜线、扁铜带有条件时可涂上耐腐蚀油漆或套上塑料套，或者更换成不锈钢带。3)铜表面采用防腐措施。通过对铜表面进行表面防腐处理也可以减缓铜在大气环境中的腐蚀，表面处理的方法如下。(1)表面电镀。铜表面镀金、镀镍、复合镀层，当采用合适厚度的、合理结构的镀层后可以减缓铜镀层的腐蚀。(2)树脂或塑料封装防腐蚀。封装材料一般采用聚氨酯、聚丙烯酸、环氧树脂、硅酮橡胶等材料。(3)涂敷缓蚀保护剂。铜表面涂敷电接触润滑保护剂进行防护。(4)对于铜材表面进行涂层防腐处理，如涂刷防腐涂料等;主变、杆塔等除锈刷防腐油漆保养周期适当缩短。(5)铜编织电缆建议加阻燃胶套。4)其他(1)当周围环境得不到改善的情况下，对设备采取大气污染隔离措施。如10kV电抗器、电容器组迁移至室内，或就地采取隔离。(2)变电站东北墙加装适当高度的PVC材料隔离墙，阻挡腐蚀性气体直接吹入变电站内。
作者：吕旺燕 刘世念 苏伟 范圣平 余菲 单位：广东电网公司电力科学研究院 广东科立恩环保科技有限公司
