输电线路铁塔及接地体的腐蚀是电力系统长期关注的难题。空间电磁环境对金属构件的腐蚀具有一定的影响，一直未受到应有重视。当前大部分研究主要聚焦于磁场对金属的腐蚀影响。

接地极与接地网是输电系统的重要基础设施，长时间埋于土壤中，腐蚀产物附着于表面，这会影响电流扩散能力并加速金属腐蚀。统计发现垂直接地极的腐蚀速率远大于水平接地极，这意味着当水平接地极未被腐蚀时，垂直接地极早已发生严重腐蚀甚至断裂。

在近地电场作用下，金属容易发生局部腐蚀的原因在于接地极的裸露部分与埋地部分产生了强电势差，从而构成多个微型腐蚀阳极区域和阴极区域，进而在近地电场的催化作用下，发生不间断的电化学反应。如果对金属表面进行独立分割，用导线通过外电路将这些分开的部分耦合起来组成通路，模拟从阳极流向阴极的微弱电流，如果将每个电极与公共耦合节点的电阻相连，则微弱电流将在该电阻上形成一个小的电压降，通过μV级电压表可以测得微弱电流的大小，该方法一般被称为耦合多电极矩阵法。根据传感器探头阵列的大小，以及电极所用材料不同，可得到不同的测试结果。

利用多电极耦合测量技术在沈阳徐家及穆家几个不同电压等级变电站不同位置对接地材料进行腐蚀速率监测。传感器探头阵列为3×3。电极材料与接地极碳钢材料相同，截面积为1.5~2.0 mm²，采用环氧树脂封装电极从而减少地电场的干扰；将各独立电阻连接到公共节点上，最后将探头做成矩阵形状，进行等面积分布。为测试不同电场强度下金属的腐蚀速率差异，选择地面、开关、羊角及关闭中的开关等不同位置进行测试，测试结果见图3。

结合仿真计算结果，近地电场的大小一般在几十到几百V/m，但其对腐蚀效率的影响程度不容忽视。从多个电压等级变电站杆塔附近接地极腐蚀的长期观测结果来看，主控室地面处腐蚀速率要远远低于其他几个强电场环境中相同测试位置处。无论在66 kV、220 kV还是在500 kV的变电站中，远离电场环境的地面由于测试当天较为干燥，大气腐蚀速率极低，小于0.5 μm/a。在断开的开关处，大气腐蚀速率也较低。但闭合开关、羊角、刀闸等处于强电磁环境中，在这几处腐蚀速率增加很快，最高达到了40 μm/a，是无电场环境中大气腐蚀速率的80倍以上，可见电场环境对材料腐蚀的影响十分明显。

测试结果还显示，随着电压等级的提高，材料的腐蚀速率也增大。纵向对比来看，在220 kV与500 kV电场环境中材料的腐蚀速率远远大于在66 kV环境中的腐蚀速率。但在220 kV与500 kV环境中，腐蚀速率的差别则不大。这说明随着电压等级的提高，材料的腐蚀速率增大。

接地极的腐蚀速率与土壤电阻率、土壤含氧量、土壤含水量、土壤pH和杂散电流等因素有关，因此在进行接地极腐蚀速率差异对比时，必须考虑上述因素。

在有无近地电场情况下，对穆家500 kV交直流变电站附近接地极的腐蚀速率进行监测。首先，选择变电站主控地面附近的接地极作为观测对象，在含带电设备的两组完全对称的密闭空间内对接地极腐蚀情况进行长期跟踪监测，保证土壤电阻率、土壤含氧量、土壤含水量、土壤pH等参数保持近似一致。测试方法同上。

图4为连续12个月监测得到的接地极腐蚀速率。可见在无近地电场情况下的腐蚀速率要明显低于有近地电场情况下的腐蚀速率，而不同月份土壤含氧量和含水量的不同也直接影响了整体腐蚀速率。

为延缓金属腐蚀速率，可以从近地电场干扰屏蔽方面提出以下应用措施：

(1) 介绍了输电线路近地电场的计算理论，通过Maxwell平台建立同塔四回输电线路仿真模型，得到输电线路空间电场与近地电场分布特征。结果表明，空间电场随时间呈现出不规则变化，但近地区域的电场趋向于稳定，近地电场强度约为几十V/m，对近地场域的影响不可忽略。

(2) 利用多电极耦合测量技术测量了在多种电压等级输电线路变电站不同位置接地材料的腐蚀速率，以及有无近地电场情况下接地极腐蚀速率。结果发现，由于强电场的存在，接地材料的大气腐蚀速率增加了近80倍，且随着电压等级的提高，材料的腐蚀速率增大。

(3) 鉴于强电场环境中影响材料的大气腐蚀速率的因素众多，其作用机理、腐蚀行为及影响因素还需要结合电化学反应进行进一步讨论，因此还需要开展广泛分析与模拟试验。长期工作在强电场环境中的接地材料设计与防护手段，都需要根据其腐蚀特点进行深入研究。结合电场效应与电化学分析提出减缓接地腐蚀的具体措施。