22. 5 同心中性线腐蚀
本节将着重分析中压电力电缆同心中性线的腐蚀机理[11] 。 同心中性线腐蚀最
● 氧浓差。
● 杂散直流电流。
● 交流整流产生的直流电流。
● 中性线与大地间流动的交流电流。
● 半导电层的电化学影响 （ 对于无护套电缆）。
● 合金护层与铜中性线的电化学影响及其他不同金属间的反应。
● 土壤污染物。
电力系统采用铜 （ 中性线） 直埋的方式已经超过 60 年， 其间未曾发生故障。多数应用包含涂覆防腐油的接地极和变电站的接地网。 成功的实践带来了自满情绪， 1965 年后地下住宅配电电缆开始大量敷设。
尽管因中性线腐蚀导致电缆故障的数量很少， 多是其他原因导致电缆故障， 但之前未能预计线路会出现中性线腐蚀的情况。
22. 5. 1 研究活动
美国电力科学研究院 （ EPRI） 资助了一系列项目， 研究相关问题， 提出整改建议[9-15] 。 研究课题包括腐蚀机理、 阴极保护方法、 定位腐蚀位置的程序以及有护套和无护套电缆的沿线电位数据。
22. 5. 2 土壤成分
土壤的物理和化学特性都很重要， 虽然难以区分这些效应。 土壤的重要特性包括：
● 水分蓄含能力。
● 吸附在金属表面的能力。
● 电导率。
● 土壤中溶解的材料。
● 浓度的变化。
● 颗粒的粒径大小。
土壤水分中可溶解成分包括溶解的气体、 无机酸、 碱和盐、 有机混合物 （ 包含肥料） 以及其他相关物质。
22. 5. 3 同心中性线腐蚀机理
氧浓差是局部电池腐蚀的特殊形式， 大概是最常见的中性线腐蚀原因。 不幸的是， 它是一种相对缓慢的侵蚀形式。 当某种金属暴露在具有不同氧气含量的土壤或水中时， 这种腐蚀就会发生。 典型的生成条件包括：
● 土壤包含不同粒径的颗粒。
● 电缆进入穿管前， 有一段直埋敷设环境。
● 穿管中某个区段存有积水， 而另一段内供氧充足。
● 有护套电缆与无护套电缆相连接。
这里有一个核心概念， 即沿电缆线路包括不同的敷设环境和供氧条件。 大颗粒砂石间会构成微小间隙， 它可能与铜中性导体相接触， 就形成腐蚀的条件。 通气不良的区域变换至通气良好的区域。 当特殊回填物替换了本地土壤时， 经常导致这种腐蚀发生。 本地土壤的粒径大小一般连续一致， 而外来材料可能有显著差异的粒径。 空隙由此形成。
这种腐蚀的另一个常见成因是无护套电缆离开穿管 （ 例如在街道下方） 进入土壤中。 穿管中存在含有积水的较低区段， 而邻近区段则是干燥的管内环境， 这便形成了类型相同的电池。 选用完整护套 （ 既有绝缘的， 也有半导电的） 的电缆，可以消除这种条件。
杂散直流电流问题与上节提到的铅套腐蚀很相似。 当气体管线的损耗阳极埋设在无护套电缆的旁边， 这种 （ 腐蚀） 情形就会经常遇到。 这种损害发展得相当迅速。
杂散直流电流导致铜的溶解， 出现的阴离子促成这一反应。 溶解速率可能并不精确地符合法拉第原理， 因为其他电化学氧化反应也同步进行。
杂散直流电流可由铜氧化膜的交流整流作用而产生。 铜中性线表面迅速形成一层氧化膜。 这层氧化膜提供了一道整流边界， 将交流电流限制在中性线内。
在地下住宅配电系统建设初期， 人们并没有认识到交流腐蚀是一个严重问题。常见的观点是， 尽管交流电流或许会在半个周期内取走部分金属， 但另一半个周期会把它带回来。 在 20 世纪 60 年代， 整流的概念常作为交流腐蚀的可能解释来讨论。 直到 70 年代， 才重视起铜中性线交流腐蚀。 1985 年 EPRI EL- 4042 报告提到，对于无绝缘的地下住宅配电和地下配电电缆， 很高的交流电流密度带来的效应产生了这种快速腐蚀的机理[13] 。
一旦超过交流电流密度阈值， 与负半周内镀回的金属相比， 正半周趋向于溶解更多量的金属。 尤其对重负载的大截面电缆 （ 如馈电电缆）， 相当大的电流从中性线的某一点流出， 又在另一点流入。 对中性线的这种电流进出现象， 另一种解释是， 由于电流密度的不同， 沿电缆轴向存在着电位的变动。
半导电绝缘屏蔽材料和裸/ 镀锡铜线的电化学影响是另一种同心中性线腐蚀形式。 半导电层内的炭黑与中性线间存在着电压差。 尽管腐蚀不是故障的普遍原因，但必须充分予以考虑。
如果中性铜线覆有镀层且无护套， 就会出现不同金属间的腐蚀。 在工厂电镀过程中， 或者因为搬运和敷设而刮蹭铜线， 铜线表面会出现局部裸露。 两种不同金属之间就会产生局部电池腐蚀。
研究表明， 裸线比镀层线更适合现场条件。 若采用了护套结构， 推荐配合选用裸铜线， 而且一直是这样的规定。
土壤污染物和其他直接化学反应是另一类地下住宅配电电缆问题的来源。 例如， 土壤中含有大量的化学成分， 它们来自化肥、 煤泥、 煤渣和腐烂的植物。 腐烂
在实际环境中， 上述各种腐蚀机理会相互组合。 多重腐蚀来源会加速问题的出现。