專利名稱：鋼芯鋁絞架空導線腐蝕狀況的評價方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高壓輸電線路技術領域，涉及的是鋼芯鋁絞架空導線，具體的說是鋼芯鋁絞架空導線腐蝕狀況的一種評價方法。
背景技術：
架空導線是高壓輸電線路的主體，目前，我國高壓輸配電網(wǎng)架空導線主要是鋼芯鋁絞導線。當鋼芯鋁絞導線經(jīng)過工業(yè)污染區(qū)、海濱地區(qū)及海濱工業(yè)污染區(qū)等腐蝕嚴重地區(qū)時，海鹽離子及工廠排出的煙塵和有害氣體都會造成鋼芯鋁絞導線發(fā)生銹蝕，導致強度降低，電阻率增加，甚至發(fā)生斷股、斷線，影響到架空導線的安全性和服役壽命，嚴重者還會造成重大安全事故和巨大經(jīng)濟損失。對架空導線腐蝕狀況的評估，作為老舊服役導線的運行狀況評價的重要內(nèi)容之一，有利于加強運行架空導線的安全管理。目前，國內(nèi)還沒有一套有效的架空導線腐蝕狀況評估及剩余壽命預測的方法。因此，開展架空導線在不同腐蝕環(huán)境下的腐蝕評價并采取積極有效的防治措施顯得尤為迫切，且意義重大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋼芯鋁絞架空導線腐蝕狀況的評價方法，通過對鋼芯鋁絞架空導線腐蝕狀況進行實驗模擬，并進行單線拉伸強度與電阻率的測定，建立不同環(huán)境下架空導線的腐蝕狀況與導線力學性能與電學性能的關系，從而，對鋼芯鋁絞架空導線腐蝕進行評價和壽命預測。本發(fā)明的技術方案為(1)根據(jù)鋼芯鋁絞架空導線所處的不同位置，選擇兩種腐蝕介質(zhì)，即氯化鈉 (NaCl)水溶液及亞硫酸氫鈉(NaHSO3)+氯化鈉(NaCl)水溶液，分別用以模擬在海濱地區(qū)及工業(yè)污染區(qū)的腐蝕環(huán)境。所述的氯化鈉(NaCl)水溶液是含45-55g/L的氯化鈉(NaCl) 去離子水溶液，PH值為6. 5-7. 2 ；所述的亞硫酸氫鈉(NaHSO3)+氯化鈉(NaCl)水溶液是含 10. 4g/L的亞硫酸氫鈉(NaHSO3)和0. 59g/L氯化鈉(NaCl)去離子水溶液，pH值為4. 5-5. 0。(2)采用技術方案⑴的腐蝕介質(zhì)，使用與待評價的已服役鋼芯鋁絞架空導線相同的鋼芯鋁絞架空導線進行加速腐蝕試驗，獲得鋼芯鋁絞架空導線在兩種腐蝕介質(zhì)中的腐蝕規(guī)律。所述的加速腐蝕試驗，參照GB10125-1997 (人造氣氛腐蝕試驗一鹽霧試驗，國家質(zhì)量技術監(jiān)督局)的要求，在鹽霧試驗箱中進行。噴霧介質(zhì)為氯化鈉(NaCl)水溶液或亞硫酸氫鈉(NaHSO3) +氯化鈉(NaCl)水溶液，試驗箱溫度為35士2°C，沉降量l-2mL/80cm2 *h。采用間歇式噴霧腐蝕方式，每連續(xù)噴霧他，停機，將試樣從鹽霧箱中取出，在實驗室內(nèi)自然干燥16h，完成一個干/濕腐蝕試驗周期(Mh)。(3)對加速腐蝕得鋼芯鋁絞架空導線分別進行鋁單股的拉伸性能及電阻率測定， 獲得腐蝕時間與導線性能間的關系。采用此關系曲線，結合服役一定時間導線的力學性能數(shù)據(jù)，擬合導線在實際腐蝕環(huán)境下的服役時間與加速腐蝕環(huán)境下的腐蝕時間的對應關系。所述的鋁單股的拉伸性能是將腐蝕一定時間后的內(nèi)外層鋁股線從鋼芯鋁絞架空導線中拆下，在電子感應萬能力學試驗機上進行拉伸試驗，加載速率為40mm/min，參照標準 IEC888(Hard-Drawn Aluminium Wire for Overhead Line Conductors-First Edition, 國際電工委員會，1987)。所述的鋁單股的電阻率測定是將腐蝕一定時間后的內(nèi)外層鋁股線從鋼芯鋁絞架空導線中拆下，在四端子電阻率測定儀上進行檢測，參照標準GB/ T3048. 2-94(電線電纜電性能試驗方法——金屬導體材料電阻率試驗，國家質(zhì)量技術監(jiān)督局)(4)對照相關的國家(國際)標準，基于加速腐蝕條件下的鋼芯鋁絞架空導線的力學性能和電阻率，確定導線在加速腐蝕試驗條件下的失效時間，根據(jù)方案C3)擬合的導線在實際腐蝕環(huán)境下的服役時間與加速腐蝕環(huán)境下的腐蝕時間的對應關系，預測現(xiàn)服役鋼芯鋁絞架空導線的剩余使用壽命。所述的相關國家(國際)標準指GB/T17048-1997(架空絞線用硬鋁線，國家質(zhì)量技術監(jiān)督局)和加拿大Ontario Hydro公司標準。所述的導線失效，根據(jù)上述標準，指鋁線的電阻率小于等于28. 264η Ω · m，或單股拉伸斷裂強度小于等于未服役鋁股線的80%。本發(fā)明的這種鋼芯鋁絞架空導線腐蝕狀況的評價方法，通過人工模擬導線的服役環(huán)境條件，進行加速腐蝕試驗，獲得鋼芯鋁絞架空導線的腐蝕規(guī)律，及其力學性能、電學性能等隨腐蝕時間的變化關系，由此對鋼芯鋁絞架空導線的腐蝕狀況進行評價，并用以預測鋼芯鋁絞架空導線的剩余使用壽命，對鋼芯鋁絞架空導線的安全性進行有效評價，以便采取必要的防治措施。
圖LNaCl溶液噴霧下鋼芯鋁絞架空導線內(nèi)外層鋁股線的電阻率隨噴霧時間的變化關系；圖2. NaHS03+NaCl溶液噴霧下鋼芯鋁絞架空導線內(nèi)外層鋁股線的電阻率隨噴霧時間的變化關系。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明的鋼芯鋁絞架空導線腐蝕狀況的評價方法作進一步說明實施例1氯化鈉(NaCl)鹽霧模擬海濱地區(qū)鋼芯鋁絞導線腐蝕狀況的評價(1)溶液配制采用化學純氯化鈉(NaCl)配制45_55g/L的氯化鈉(NaCl)去離子水溶液，PH值為6. 5-7.2。(2)試驗條件及工作參數(shù)YWX/F_250E型鹽霧試驗箱，試驗箱溫度為35 士 2°C，沉降量1-2!111780皿2·!!。采用間歇式噴霧腐蝕方式，每連續(xù)噴霧他，停機，將試樣從鹽霧箱中取出，在實驗室內(nèi)自然干燥16h，完成一個干/濕腐蝕試驗周期(Mh)。(3)試驗周期48_480h。每隔一段時間從試驗箱中取出試樣進行測試。(4)架空導線的類型LGJ150/25鋼芯鋁絞線。
(5)單股鋁線的拉伸力學性能測試根據(jù)IEC61089標準，測試在CMT5105型微機控制電子萬能試驗機上進行，單根導線試樣長250mm，加載速率40mm/min。單根導線在從整股導線上拆下后，在測試前需要小心拉直，但不要造成導線延伸變形。將外層鋁導線每股的拉伸斷裂強度值求平均值為外層鋁導線的拉伸強度，同樣地，將內(nèi)層鋁導線每股的拉伸強度值求平均值為內(nèi)層鋁導線的拉伸強度。經(jīng)48-240h腐蝕的內(nèi)外層鋁線的拉伸強度如表1 所示。表 權利要求
1.鋼芯鋁絞架空導線腐蝕狀況的評價方法，其特征在于包括以下操作步驟(1)根據(jù)鋼芯鋁絞架空導線所處的不同位置，選擇兩種腐蝕介質(zhì)，即氯化鈉水溶液及亞硫酸氫鈉+氯化鈉水溶液，分別用以模擬在海濱地區(qū)及工業(yè)污染區(qū)的腐蝕環(huán)境；所述氯化鈉水溶液是含45-55g/L的氯化鈉去離子水溶液，PH值為6. 5-7. 2 ；所述亞硫酸氫鈉+氯化鈉水溶液是含10. 4g/L的亞硫酸氫鈉和0. 59g/L氯化鈉去離子水溶液，pH值為4. 5-5. 0 ；(2)采用技術方案(1)的腐蝕介質(zhì)，使用與待評價的已服役鋼芯鋁絞架空導線相同的鋼芯鋁絞架空導線進行加速腐蝕試驗，獲得鋼芯鋁絞架空導線在兩種腐蝕介質(zhì)中的腐蝕規(guī)律；所述的加速腐蝕試驗，參照GB10125-1997 (人造氣氛腐蝕試驗-鹽霧試驗，國家質(zhì)量技術監(jiān)督局)的要求，在鹽霧試驗箱中進行；噴霧介質(zhì)為氯化鈉水溶液或亞硫酸氫鈉+氯化鈉水溶液，試驗箱溫度為35士2°C，沉降量l-2mL/80cm2-h ；采用間歇式噴霧腐蝕方式，每連續(xù)噴霧他，停機，將試樣從鹽霧箱中取出，在實驗室內(nèi)自然干燥16h，完成一個干/濕腐蝕試驗周期；(3)對加速腐蝕得鋼芯鋁絞架空導線分別進行鋁單股的拉伸性能及電阻率測定，獲得腐蝕時間與導線性能間的關系；采用此關系曲線，結合服役一定時間導線的力學性能數(shù)據(jù)，擬合導線在實際腐蝕環(huán)境下的服役時間與加速腐蝕環(huán)境下的腐蝕時間的對應關系；所述的鋁單股的拉伸性能是將腐蝕一定時間后的內(nèi)外層鋁股線從鋼芯鋁絞架空導線中拆下，在電子感應萬能力學試驗機上進行拉伸試驗，加載速率為40mm/min，參照標準 IEC888(Hard-Drawn Aluminium Wire for Overhead Line Conductors-First Edition, 國際電工委員會，1987)；所述的鋁單股的電阻率測定是將腐蝕一定時間后的內(nèi)外層鋁股線從鋼芯鋁絞架空導線中拆下，在四端子電阻率測定儀上進行檢測，參照標準GB/ T3048. 2-94(電線電纜電性能試驗方法——金屬導體材料電阻率試驗，國家質(zhì)量技術監(jiān)督局)；(4)對照相關的國家(國際)標準，基于加速腐蝕條件下的鋼芯鋁絞架空導線的力學性能和電阻率，確定導線在加速腐蝕試驗條件下的失效時間，根據(jù)技術方案C3)擬合的導線在實際腐蝕環(huán)境下的服役時間與加速腐蝕環(huán)境下的腐蝕時間的對應關系，預測現(xiàn)服役鋼芯鋁絞架空導線的剩余使用壽命；所述的相關國家(國際)標準指GB/T17048-1997(架空絞線用硬鋁線，國家質(zhì)量技術監(jiān)督局)和加拿大Ontario Hydro公司標準；所述的導線失效， 根據(jù)上述標準，指鋁線的電阻率小于等于28. 264η Ω · m，或單股拉伸斷裂強度小于等于未服役鋁股線的80%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼芯鋁絞架空導線腐蝕狀況的評價方法，其內(nèi)容包括(1)用于模擬海濱地區(qū)及工業(yè)污染區(qū)腐蝕條件的氯化鈉及亞硫酸氫鈉+氯化鈉溶液的配置；(2)未服役鋼芯鋁絞架空導線的實驗室加速腐蝕試驗；(3)腐蝕導線內(nèi)外層鋁股線的拉伸強度及電導率的測試，獲得架空導線在給定條件下性能隨腐蝕時間的變化關系；(4)在海濱及工業(yè)污染區(qū)服役不同時間的鋼芯鋁絞架空導線內(nèi)外層鋁股線的拉伸強度及電導率測試，以實驗室試驗獲得的架空導線在給定條件下性能隨腐蝕時間的變化關系模擬實際服役導線的腐蝕狀況與服役時間的關系；(5)采用(3)、(4)的結果對在海濱地區(qū)及工業(yè)污染區(qū)實際服役的鋼芯鋁絞架空導線進行分析，評價腐蝕狀態(tài)和導線剩余使用壽命，提出對服役導線的處理方案。
文檔編號G01N3/00GK102279148SQ20101020324
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權日2010年6月10日
發(fā)明者陳國宏 申請人:安徽省電力科學研究院