輸電線路鐵塔及接地體的腐蝕是電力系統長期關注的難題。空間電磁環境對金屬構件的腐蝕具有一定的影響，一直未受到應有重視。當前大部分研究主要聚焦于磁場對金屬的腐蝕影響。

接地極與接地網是輸電系統的重要基礎設施，長時間埋于土壤中，腐蝕產物附著于表面，這會影響電流擴散能力并加速金屬腐蝕。統計發現垂直接地極的腐蝕速率遠大于水平接地極，這意味著當水平接地極未被腐蝕時，垂直接地極早已發生嚴重腐蝕甚至斷裂。

在近地電場作用下，金屬容易發生局部腐蝕的原因在于接地極的裸露部分與埋地部分產生了強電勢差，從而構成多個微型腐蝕陽極區域和陰極區域，進而在近地電場的催化作用下，發生不間斷的電化學反應。如果對金屬表面進行獨立分割，用導線通過外電路將這些分開的部分耦合起來組成通路，模擬從陽極流向陰極的微弱電流，如果將每個電極與公共耦合節點的電阻相連，則微弱電流將在該電阻上形成一個小的電壓降，通過μV級電壓表可以測得微弱電流的大小，該方法一般被稱為耦合多電極矩陣法。根據傳感器探頭陣列的大小，以及電極所用材料不同，可得到不同的測試結果。

利用多電極耦合測量技術在沈陽徐家及穆家幾個不同電壓等級變電站不同位置對接地材料進行腐蝕速率監測。傳感器探頭陣列為3×3。電極材料與接地極碳鋼材料相同，截面積為1.5~2.0 mm²，采用環氧樹脂封裝電極從而減少地電場的干擾；將各獨立電阻連接到公共節點上，最后將探頭做成矩陣形狀，進行等面積分布。為測試不同電場強度下金屬的腐蝕速率差異，選擇地面、開關、羊角及關閉中的開關等不同位置進行測試，測試結果見圖3。

結合仿真計算結果，近地電場的大小一般在幾十到幾百V/m，但其對腐蝕效率的影響程度不容忽視。從多個電壓等級變電站桿塔附近接地極腐蝕的長期觀測結果來看，主控室地面處腐蝕速率要遠遠低于其他幾個強電場環境中相同測試位置處。無論在66 kV、220 kV還是在500 kV的變電站中，遠離電場環境的地面由于測試當天較為干燥，大氣腐蝕速率極低，小于0.5 μm/a。在斷開的開關處，大氣腐蝕速率也較低。但閉合開關、羊角、刀閘等處于強電磁環境中，在這幾處腐蝕速率增加很快，最高達到了40 μm/a，是無電場環境中大氣腐蝕速率的80倍以上，可見電場環境對材料腐蝕的影響十分明顯。

測試結果還顯示，隨著電壓等級的提高，材料的腐蝕速率也增大。縱向對比來看，在220 kV與500 kV電場環境中材料的腐蝕速率遠遠大于在66 kV環境中的腐蝕速率。但在220 kV與500 kV環境中，腐蝕速率的差別則不大。這說明隨著電壓等級的提高，材料的腐蝕速率增大。

接地極的腐蝕速率與土壤電阻率、土壤含氧量、土壤含水量、土壤pH和雜散電流等因素有關，因此在進行接地極腐蝕速率差異對比時，必須考慮上述因素。

在有無近地電場情況下，對穆家500 kV交直流變電站附近接地極的腐蝕速率進行監測。首先，選擇變電站主控地面附近的接地極作為觀測對象，在含帶電設備的兩組完全對稱的密閉空間內對接地極腐蝕情況進行長期跟蹤監測，保證土壤電阻率、土壤含氧量、土壤含水量、土壤pH等參數保持近似一致。測試方法同上。

圖4為連續12個月監測得到的接地極腐蝕速率。可見在無近地電場情況下的腐蝕速率要明顯低于有近地電場情況下的腐蝕速率，而不同月份土壤含氧量和含水量的不同也直接影響了整體腐蝕速率。

為延緩金屬腐蝕速率，可以從近地電場干擾屏蔽方面提出以下應用措施：

(1) 介紹了輸電線路近地電場的計算理論，通過Maxwell平臺建立同塔四回輸電線路仿真模型，得到輸電線路空間電場與近地電場分布特征。結果表明，空間電場隨時間呈現出不規則變化，但近地區域的電場趨向于穩定，近地電場強度約為幾十V/m，對近地場域的影響不可忽略。

(2) 利用多電極耦合測量技術測量了在多種電壓等級輸電線路變電站不同位置接地材料的腐蝕速率，以及有無近地電場情況下接地極腐蝕速率。結果發現，由于強電場的存在，接地材料的大氣腐蝕速率增加了近80倍，且隨著電壓等級的提高，材料的腐蝕速率增大。

(3) 鑒于強電場環境中影響材料的大氣腐蝕速率的因素眾多，其作用機理、腐蝕行為及影響因素還需要結合電化學反應進行進一步討論，因此還需要開展廣泛分析與模擬試驗。長期工作在強電場環境中的接地材料設計與防護手段，都需要根據其腐蝕特點進行深入研究。結合電場效應與電化學分析提出減緩接地腐蝕的具體措施。