專利名稱：沿海地區(qū)輸電線路金具腐蝕壽命預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沿海地區(qū)輸電線路金具腐蝕壽命的預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
高壓輸電線路是電網(wǎng)中傳輸電流的載體，它主要由桿塔、導(dǎo)線和金具組成。其中金具是連接、固定和支持導(dǎo)線與桿塔、導(dǎo)線與絕緣子的必不可少的金屬附件，起到傳遞機械載荷、電氣負荷或進行某種防護的重要作用。輸電線路長期在野外露天運行，普遍面臨腐蝕問題的困擾，作為連接件的金具，由于邊角縫隙較多、承受較大的拉應(yīng)力且運行中隨導(dǎo)線振動引起接觸部位微動磨損，導(dǎo)致金具腐蝕速度一般快于鐵塔和導(dǎo)線。目前鋼質(zhì)金具均為Q235鋼或Q345鋼制作，表面采用熱浸鍍鋅防腐，設(shè)計壽命20年以上。一般大氣環(huán)境可滿足要求，但在沿海地區(qū)受鹽霧氯離子侵蝕，實際壽命遠達不到20年。金具提前腐蝕失效將導(dǎo)致線路斷開或絕緣子掉串，引起線路跳閘停電，造成巨大的安全和經(jīng)濟和損失。由于金具在高空中帶電運行，防腐維護或金具更換非常困難，因此必須提前預(yù)測腐蝕壽命以采取針對性的措施，防范和減少安全風(fēng)險于未然。然而直至目前可用金具腐蝕的提前預(yù)測和防范手段極少，仍靠個人憑經(jīng)驗來評估金具的腐蝕程度，隨意性較大，缺乏量化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對目前電力金具缺少定量的腐蝕壽命評估手段的落后狀況，提供一種沿海地區(qū)輸電線路金具腐蝕壽命預(yù)測方法，使用該方法可快速準確地預(yù)測輸電線路金具在沿海地區(qū)的腐蝕壽命，以便及時采取措施，預(yù)防由此引發(fā)的輸電線路斷線故障帶來的輸電網(wǎng)停電跳閘事故。本發(fā)明的技術(shù)方案是，所提供的上述沿海地區(qū)輸電線路金具腐蝕壽命預(yù)測方法包括如下步驟:(I)、確定待預(yù)測的沿海地區(qū)輸電線路金具目標(biāo)，從輸電線路上更換下來的金具中取樣或從出廠8個月以上尚未出現(xiàn)紅銹的同型號金具中取樣，使用線切割機從樣品金具上割取一塊其一側(cè)表面具有鍍鋅層的IcmX Icm方形片塊；(2)、在步驟(I)割取的試樣片塊具有鍍鋅層一面的背面連接一銅線，使用環(huán)氧樹脂將該銅線連同所述試樣片塊與該銅線連接的一面封裝。該銅線連接所述試樣片塊一端的另一端端頭作為接線端子從環(huán)氧樹脂中伸出并制作成電化學(xué)測試的工作電極；(3)、待步驟(2)封裝試樣片塊所用環(huán)氧樹脂固化，先使用去離子水清洗所述試樣片塊的外表面，后使用無水乙醇清洗所述試樣片塊的外表面，晾干備用；(4)、從步驟(I)所確定的待預(yù)測沿海地區(qū)輸電線路金具目標(biāo)所在地的環(huán)境監(jiān)測中心或氣象部門搜集當(dāng)?shù)刂辽俳?0年的雨水中氯離子的含量，計算獲得當(dāng)?shù)刂辽俳?0年的雨水中氯離子含量年平均值，設(shè)該年平均值為C ；(5)、取分析純的NaCl (氯化鈉)50 100克、去離子水600 1000克。將所取分析純的NaCl逐量添加到所取去離子水中，使NaCl的質(zhì)量分數(shù)相等于步驟(4)所獲當(dāng)?shù)刂辽俳?0年的雨水中氯離子含量年平均值c配制模擬鹽霧溶液，或以所取分析純的NaCl含量50g/L±5g/L的標(biāo)準鹽霧試驗濃度配制模擬鹽霧溶液；(6)、將步驟(5)所配制的模擬鹽霧溶液作為試驗介質(zhì)放入標(biāo)準三電極體系電解池中，使用電化學(xué)工作站實施測試。所述標(biāo)準三電極體系電解池的參比電極為飽和甘汞電極SCE (英文全稱為saturated calomel electrode的縮寫,其中文譯文為飽和甘萊電極。)，輔助電極為鉬片電極，工作電極為上述步驟(2)所封裝的試樣片塊的銅線端頭。將所述標(biāo)準三電極體系電解池的參比電極、輔助電極、工作電極依次分別與所述電化學(xué)工作站的參比電極線、輔助電極線、工作電極線對應(yīng)連接；(7)、使用步驟(6)所述的電化學(xué)工作站測試所述標(biāo)準三電極體系電解池的工作電極即步驟(2)所封裝的試樣片塊的銅線端頭，繪出該工作電極的動電位極化曲線，設(shè)置該電化學(xué)工作站的掃描電位范圍為-0.6 -1.9V，掃描速率0.5mV/min ；(8)、利用步驟(7)所獲標(biāo)準三電極體系電解池的工作電極的動電位極化曲線，使用常規(guī)方法，通過上述電化學(xué)工作站測試獲得該標(biāo)準三電極體系電解池的工作電極的動電位極化曲線的自腐蝕電流密度參數(shù)i。，單位μ A/cm2。該參數(shù)即為步驟(I)割取的試樣片塊的模擬鹽霧腐蝕電流密度，亦即步驟(I)所確定的待預(yù)測工業(yè)區(qū)輸電線路金具的模擬鹽霧腐蝕電流密度；(9)、從步驟(4)所述的氣象部門獲取待預(yù)測沿海地區(qū)輸電線路金具所在地的年均相對濕度RH>80%的天數(shù)τ，單位為天，或年均降雨天數(shù)τ，單位為天；(10)、應(yīng)用如下公式計算步驟(I)所確定的待預(yù)測沿海地區(qū)輸電線路金具的中長期年均腐蝕深度速率V，單位μ m/年:
權(quán)利要求
1.一種沿海地區(qū)輸電線路金具腐蝕壽命預(yù)測方法，該方法包括如下步驟: (1)、確定待預(yù)測的沿海地區(qū)輸電線路金具目標(biāo)，從輸電線路上更換下來的金具中取樣或從出廠8個月以上尚未出現(xiàn)紅銹的同型號金具中取樣，使用線切割機從樣品金具上割取一塊其一側(cè)表面具有鍍鋅層的IcmX Icm方形片塊； (2)、在步驟(I)割取的試樣片塊具有鍍鋅層一面的背面連接一銅線，使用環(huán)氧樹脂將該銅線連同所述試樣片塊與該銅線連接的一面封裝，該銅線連接所述試樣片塊一端的另一端端頭作為接線端子從環(huán)氧樹脂中伸出并制作成電化學(xué)測試的工作電極； (3)、待步驟(2)封裝試樣 片塊所用環(huán)氧樹脂固化，先使用去離子水清洗所述試樣片塊的外表面，后使用無水乙醇清洗所述試樣片塊的外表面，晾干備用； (4)、從步驟(I)所確定的待預(yù)測沿海地區(qū)輸電線路金具目標(biāo)所在地的環(huán)境監(jiān)測中心或氣象部門搜集當(dāng)?shù)刂辽俳?0年的雨水中氯離子的含量，計算獲得當(dāng)?shù)刂辽俳?0年的雨水中氯離子含量年平均值，設(shè)該年平均值為c ； (5)、取分析純的NaC150 100克、去離子水600 1000克，將所取分析純的NaCl逐量添加到所取去離子水中，使NaCl的質(zhì)量分數(shù)相等于步驟(4)所獲當(dāng)?shù)刂辽俳?0年的雨水中氯離子含量年平均值c配制模擬鹽霧溶液，或以所取分析純的NaCl含量50g/L±5g/L的標(biāo)準鹽霧試驗濃度配制模擬鹽霧溶液； (6 )、將步驟(5 )所配制的模擬鹽霧溶液作為試驗介質(zhì)放入標(biāo)準三電極體系電解池中，使用電化學(xué)工作站實施測試，所述標(biāo)準三電極體系電解池的參比電極為飽和甘汞電極SCE，輔助電極為鉬片電極，工作電極為上述步驟(2 )所封裝的試樣片塊的銅線端頭，將所述標(biāo)準三電極體系電解池的參比電極、輔助電極、工作電極依次分別與所述電化學(xué)工作站的對應(yīng)的參比電極線、輔助電極線、工作電極線對應(yīng)連接； (7)、使用步驟(6)所述的電化學(xué)工作站測試所述標(biāo)準三電極體系電解池的工作電極即步驟(2)所封裝的試樣片塊的銅線端頭，繪出該工作電極的動電位極化曲線，設(shè)置該電化學(xué)工作站的掃描電位范圍為-0.6 -1.9V，掃描速率0.5mV/min ； (8)、利用步驟(7)所獲標(biāo)準三電極體系電解池的工作電極的動電位極化曲線，使用常規(guī)方法，通過上述電化學(xué)工作站測試獲得該標(biāo)準三電極體系電解池的工作電極的動電位極化曲線的自腐蝕電流密度參數(shù)i。，單位μ A/cm2，該參數(shù)即為步驟(I)割取的試樣片塊的模擬鹽霧腐蝕電流密度，亦即步驟(I)所確定的待預(yù)測工業(yè)區(qū)輸電線路金具的模擬鹽霧腐蝕電流密度； (9)、從步驟(4)所述的氣象部門獲取待預(yù)測沿海地區(qū)輸電線路金具所在地的年均相對濕度RH>80%的天數(shù)τ，單位為天，或年均降雨天數(shù)τ，單位為天； (10)、應(yīng)用如下公式計算步驟(I)所確定的待預(yù)測沿海地區(qū)輸電線路金具的中長期年均腐蝕深度速率V，單位μ m/年:
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種沿海地區(qū)輸電線路金具腐蝕壽命預(yù)測方法，該方法包括如下步驟(1)、從輸電線路上更換下來的金具中取樣；(2)、連接一銅線，環(huán)氧樹脂封裝；(3)、清洗試樣外表面；(4)、計算當(dāng)?shù)赜晁入x子含量年平均值；(5)、配制模擬鹽霧溶液；(6)、放入三電極體系電解池中測試；(7)、繪出動電位極化曲線；(8)、測試獲得模擬鹽霧腐蝕電流密度；(9)、獲取年均降雨天數(shù)；10)、計算中長期年均腐蝕深度速率；(11)、測量鍍鋅層的厚度平均值；(12)、獲取鍍鋅層的剩余腐蝕壽命。本方法打破傳統(tǒng)制約，以測量金具表面鍍鋅厚度實現(xiàn)對沿海地區(qū)輸電線路金具腐蝕速度和壽命的評估，快速準確，實用性強。
文檔編號G01N17/02GK103091241SQ20131003538
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者陳軍君, 李明, 胡波濤, 王軍, 陳紅冬 申請人:湖南省電力公司科學(xué)研究院, 湖南省湘電鍋爐壓力容器檢驗中心有限公司, 國家電網(wǎng)公司