四、化學腐蝕
1、敷設環境化學腐蝕
如果電纜溝內的積水或直埋土壤中含有腐蝕性成分,例如硫酸或硝酸等,電纜表面長期與這些腐蝕性物質接觸,會發生嚴重的化學腐蝕。如果電纜護層被損壞,水分進入電纜后會左右縱向擴散。在某些地區的地下水質和土壤嚴重受化學污染的情況下,如果電纜路徑選擇不當,電纜溝構筑不良,回填物腐蝕性太大,都會使電纜絕緣和護套有機材料的分子發生化學降解而導致電纜被腐蝕現象,使電纜絕緣電阻下降,甚至喪失絕緣電阻。
2、酸雨化學腐蝕
對電纜危害嚴重的化學腐蝕因素,除了敷設環境的水質和土壤狀況以外,還有現代酸雨的嚴重影響。
所謂酸雨,是由于大量燃燒化石燃料(煤炭、石油、天然氣)或生物物質燃料,將酸性化合物 (如二氧化硫,、二氧化碳和二氧化氮,主要是二氧化硫) 排放至空氣中,造成降雨中含硫酸、硝酸等酸性物質的現象。酸雨的主要成分是二氧化硫。一般認為,如果雨水的PH值小于5.6,可被認為是酸雨。形成酸雨的主要原因是工廠二氧化硫排放過量造成的。現在,世界上正在實施的"節能減碳"和"節能減排",其目的主要是減少硫化物和碳化物的排放量,以保護清潔的大氣環境。
我國已有20多個省市發生酸雨災害,主要分布在長江以南地區。酸雨不但對農作物、森林、草原、魚類等造成非常嚴重的滅絕性危害,而且對金屬物品的腐蝕也相當嚴重,對電線電纜、鐵路軌道、船舶車輛、輸電線路、橋梁、房屋、機電設備等均會造成嚴重損害。
四川大學學報曾發表一份研究報告《酸雨作用下酸性土壤酸化過程中銅的腐蝕行為》。實驗證明,酸雨會增大銅的腐蝕速率。銅的受腐蝕表面主要是氧化亞銅(Cu2O)和氧化銅 (CuO)。
酸雨對直埋電纜的危害途徑是:空氣中的二氧化硫與雨水反應生成亞硫酸,亞硫酸被氧化成硫酸:
SO2 + H2O = H2SO3
2H2SO3 + O2 = 2H2SO4
含有硫酸的雨水,在高氣溫環境中,從電纜護層破損點或電纜接頭處進入電纜,對絕緣層、護層和銅導體都會發生腐蝕作用。硫酸腐蝕電纜護層和絕緣層,使其分子結構發生降解而損壞,使絕緣電阻嚴重下降,甚至失去絕緣和保護作用。硫酸與銅反應生成藍色的硫酸銅(CUSO4)結晶體,遇水成為藍色硫酸銅溶液。。
CU + 2H2SO4 = CUSO4 + SO2↑+ 2H2O
前幾年,土壤腐蝕性大、酸雨重災區的重慶市某供電部門,就在電纜端部發現了藍色液體和絕緣層損壞的現象。如果電纜外皮損壞嚴重,特別是在高溫、高濕、強日光的季節,如果發生酸雨,或者土壤中的硫酸含量較大,電纜進水很多,這種藍色硫酸銅溶液會迅速沿著電纜長度上擴散,直到從電纜破損處和電纜端部溢出。硫酸銅溶液可以導電,滲入絕緣層內后,更曾強了絕緣層的導電性,進而使絕緣層的電阻急劇下降,失去絕緣作用,發生電纜短路事故。
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