水力发电厂电气设备铜材元件的腐蚀原因

易亚文,陈自然,朱 海,王 涛,陈 川,杨 阳

(1. 向家坝水力发电厂，宜宾 644612； 2. 中国电器科学研究院股份有限公司，广州 510663)

铜具有优异的导电性、导热性以及强度、塑性等物理特性，广泛应用于各行各业尤其是电力电气行业。研究表明：服役环境会对铜材产生一定影响[1-5]，铜材的腐蚀是温度、湿度、环境中气体成分及含量等因素的综合作用，尤其H2S气体是典型对铜材性能产生影响的含硫气体[6-10]。某水力发电厂核心区域部分电气设备运行一段时间后，发现其铜材部件表面有黑化的异常现象，尤其是接地铜编织带已完全发黑且变硬易脆断，这致使部分电气设备出现运行不稳或导电不良等失效行为，给发电厂的日常安全运行造成巨大影响。部分区域环境中甚至能闻到明显的刺鼻恶臭气味。

本工作对该水力发电厂核心区域中电气设备铜材元件的腐蚀原因进行调查与分析，初步分析认为铜材料部件的腐蚀与其运行环境密切相关。目前的研究仍多选用失重法、XRD物相定量分析法、EDS定量分析法等传统的腐蚀表征手段，这些方法虽能对腐蚀产物进行定量分析，但精度较低，且难以准确表征微量腐蚀环境。电解还原法通过对腐蚀产物进行电解还原，测得各个腐蚀产物膜特征还原电位，从而判断腐蚀产物类型并根据测得的还原时间计算腐蚀产物膜厚度以及腐蚀速率，腐蚀膜层厚度可精确至Å，然而目前鲜见采用电解还原法表征环境腐蚀程度的报道[11-14]。……