[发明专利]用于保护电杆和镀锌锚固件避免电偶腐蚀的方法

说明书

本申请要求于2010年11月16日提交的美国临时申请S/N61/414,144以及于2011年9月22日提交的美国临时申请的S/N61/537,640的优先权。

技术领域

本发明涉及保护电杆、塔架、接地铜排以及镀锌锚固件（anchor）避免在腐蚀性土壤中加速腐蚀的方法。

发明内容

本发明认识到具有比变电站附近的镀锌钢杆的本地（native）电位（-1，100mV）正电性更强的本地电位（-200mV）的变电站接地网形成电偶腐蚀电池，其导致镀锌钢杆的加速腐蚀。为了应对这种情况，邻近接地网来安装阳极，并建立外加电流，以便使接地网的有效电位（瞬断电位）偏移到约-1050mV。在该外加电流施加到接地网的情况下，金属杆不再将接地网“看作”为大正电性阴极，这消除了杆的电化学腐蚀的动力，从而保护杆避免受到腐蚀。

附图说明

图1是目前现有技术电线杆（以及塔架）和变电站（具有铜接地网）装备的局部剖开的示意性侧视图；

图2是类似于图1的但是根据本发明应用外加电流阴极保护系统的示意性侧视图；

图3是图2的装备的示意性平面图；以及

图4是对于镀锌杆而言的使用寿命随电位偏移而变化的曲线图。

具体实施方式

图1示出现有技术电力变电站10，其包括在变电站10下方的较大的地下铜接地网12。

在典型的现有技术电力变电站中，接地线16从变电站10延伸到最近的电杆14，然后从一个电杆14延伸到下一个电杆，以及成系列的电杆14中的每一个经由尾线（wire pigtail）18电连接到该接地线16。（应当指出的是，在附图中的电杆14可表示电线杆或塔架，而且在该说明书中词语“杆”的使用还涵盖塔架）。接地线16电连接到变电站10（即，其与变电站10处于电连续性），变电站10接着经由接合线13电连接到铜接地网12，接地线16根据需要也可以是用于电子电路或防雷击的中性回路线或屏蔽线。每个电线杆14也牢固地埋入到土地（土壤20）内。

本发明认识到这种布置导致使得杆以及连接到杆的任何金属锚固件加速腐蚀的电偶腐蚀电池，其原因在于杆14不管它们是否被镀锌都具有比变电站10的铜接地网12的负电性更强的本地电位。从杆14到变电站10的接地线16以及从变电站10到接地网12的接地线13提供从每一杆14到铜接地网12的电通路（电连续性），而土壤20本身提供用于完成电化学电路的离子通路。电线杆14（以及连接到杆14的任何金属锚固件）有效地将变电站的铜接地网12“看作”为阴极，其具有比杆14（以及锚固件）的正电性更强的电位，而杆14（以及锚固件）则成为该腐蚀电池的阳极。这意味着杆14（以及锚固件）失去电子并受到腐蚀。因此，杆14（以及锚固件）到变电站10和铜接地网12的连接由于电偶作用而导致电线杆14（以及锚固件）的加速腐蚀。

铜接地网12的本地接地电位通常为约-200毫伏（mV），然而对于镀锌钢杆而言的本地接地电位通常为从-700至-1100mV，这取决于存在的具体金属间化合物层。当接地网12和杆14通过经由尾线18、线16、变电站10以及接合线13结合而电连通时，在所有电连通的结构上获得约-650mV的混合金属电位，其是根据如下计算出来的算术平均值：（-1,100+（-200））/2=-650mV。该电位会随着土壤腐蚀特性而改变。电位的该较大差异形成原电池，导致镀锌钢杆14加速腐蚀，其中负电性更强的金属（处于-1,100mV本地电位下的镀锌杆14以及锚固件）作为阳极以及正电性更强的金属（处于-200本地电位mV下的接地网12）作为阴极。

当然，上述是在将杆14通过变电站10到腐蚀性土壤中的铜接地网12的接地过程中出现的意想不到的后果。