一種檢測(cè)異種金屬間絕緣安裝狀態(tài)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及異種金屬間絕緣安裝狀態(tài)的檢測(cè)技術(shù)，屬于腐蝕與防護(hù)檢測(cè)儀器技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬材料在腐蝕介質(zhì)中，其表面至少有兩個(gè)電極反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。金屬的自腐蝕電 位就是運(yùn)兩個(gè)電極反應(yīng)相互禪合的非平衡電位。一句話，腐蝕金屬實(shí)際上是一個(gè)多電極系 統(tǒng)。即使在相同的腐蝕介質(zhì)中，不同金屬將各自有著不同的自腐蝕電位。當(dāng)兩種不同金屬在 腐蝕介質(zhì)中接觸后，其中自腐蝕電位較負(fù)的金屬將被加速腐蝕。運(yùn)就是電偶腐蝕。一般說 來，異種金屬間的電位差越大，電偶腐蝕愈嚴(yán)重。當(dāng)異種金屬確定之后，異種金屬腐蝕的大 小取決于異種金屬間的歐姆電阻。所W，研究測(cè)定異種金屬間的歐姆電阻是判定異種金屬 間絕緣效果，或者是決定異種金屬腐蝕程度的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003] 為了異種金屬間的絕緣，一般采用絕緣材料。絕緣材料雖然是不導(dǎo)電的物質(zhì)，但并 不是絕對(duì)的不導(dǎo)電。在直流電壓作用下，電介質(zhì)中有微弱的電流流過。根據(jù)電介質(zhì)材料的性 質(zhì)、構(gòu)成及結(jié)構(gòu)等的不同，運(yùn)部分電流可視為由Ξ部分電流構(gòu)成：電容電流、吸收電流和泄 漏電流。由于電容電流和吸收電流經(jīng)過一段時(shí)間后趨于零，因此，在施加一定的電壓條件 下，經(jīng)過一定時(shí)間之后，測(cè)定的電流就是在直流電壓作用下，正負(fù)離子就分別向兩極移動(dòng)而 形成電流，稱為泄漏電流或傳導(dǎo)電流。運(yùn)部分電流是由介質(zhì)的電導(dǎo)引起的，是一個(gè)恒定的電 流，用一個(gè)純電阻R表示。R即為絕緣電阻大小。
[0004] 對(duì)于絕緣電阻的測(cè)量，可W采用直流和交流兩種方法。如果絕緣電阻采用交流電 壓測(cè)試方法，就必須明確交流電壓的頻率。因?yàn)樵诮涣麟妷簵l件下測(cè)定的絕緣材料阻抗應(yīng) 該包括了絕緣材料中的容抗成分。然而，對(duì)于腐蝕過程，需要測(cè)量得到的僅是純電阻成分。 所W，如果就W交流電壓條件下測(cè)定的阻抗模值作為絕緣電阻值，則顯然是不正確的。
[0005] 作為絕緣材料，其絕緣電阻數(shù)值通常較高。如果在低電壓下進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試電流很 小，一般精度的安培計(jì)是無法準(zhǔn)確測(cè)定低壓下的電流值，也就無法準(zhǔn)確測(cè)量絕緣電阻值。 相反，如果采用高電壓條件下測(cè)試，勢(shì)必會(huì)對(duì)絕緣材料產(chǎn)生一定的破壞作用。可見，對(duì)于絕 緣材料電阻的測(cè)試，就提出了兩個(gè)基本要求:一是使用安培計(jì)的精度，二是測(cè)試使用合適的 直流電壓大小。
[0006] 如上所述，為了檢測(cè)異種金屬間絕緣安裝狀態(tài)，本發(fā)明提出：基于給定的異種金屬 偶對(duì)，其自腐蝕電位差基本恒定，根據(jù)金屬等級(jí)，提出了偶對(duì)異種金屬間絕緣等級(jí)的確定原 貝1J。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)選擇安培計(jì)的精度，確定絕緣檢測(cè)儀的測(cè)試電壓范圍。在檢測(cè)過程中， 輸入偶對(duì)異種金屬材料，讀取異種金屬自腐蝕電位值，計(jì)算需要的最小絕緣電阻值，并W此 作為參考與測(cè)試結(jié)果比較，如果測(cè)試絕緣電阻值小于最小絕緣電阻值時(shí)，即顯示絕緣電阻 值大小，并紅燈指示報(bào)警。反之，則綠燈顯示絕緣安裝狀態(tài)合格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 1、根據(jù)金屬等級(jí)，提出了偶對(duì)異種金屬間絕緣等級(jí)的確定原則。
[0008] 對(duì)于金屬的均勻腐蝕，根據(jù)年腐蝕平均深度，把金屬的耐腐蝕性能分為Ξ級(jí)，即為 基本不腐蝕;腐蝕輕微，可接受;腐蝕。一般認(rèn)為，當(dāng)年腐蝕深度小于0.1mm/年時(shí)，金屬材料 是完全耐蝕的。據(jù)此，可W根據(jù)偶對(duì)異種金屬兩種材料的自腐蝕電位差及偶對(duì)材料中的陽 極材料，計(jì)算出該陽極材料確保不被腐蝕即耐蝕的最小絕緣電阻HI。
[0009] Γ = Δν今ia(歐姆· cm2) q)
[0010] 其中，
[oou]矮。,游分別為偶對(duì)材料陰極、陽極自腐蝕電位；
[0014] Vl:年腐蝕深度，mm/年，取值0.1.
[001引 P:陽極材料密度，g/cm3.
[0016] η:陽極材料原子電化學(xué)反應(yīng)失去的電荷數(shù)；
[0017] m:陽極材料原子量，g.
[0018] 2、根據(jù)選擇確定的絕緣檢測(cè)儀中安培計(jì)的精度和按照上述方法計(jì)算得到的最小 絕緣電阻r值，確定絕緣檢測(cè)儀的測(cè)試電壓范圍。
[0019] 3、設(shè)計(jì)構(gòu)建智能化絕緣狀態(tài)檢測(cè)儀。為檢測(cè)儀編制相應(yīng)的檢測(cè)程序，具體如圖1所 /J、- 〇
[0020] 4、異種金屬絕緣狀態(tài)檢測(cè)儀的技術(shù)參數(shù)
[0021] (1)離線絕緣測(cè)試電壓:在DC100V~1000V范圍內(nèi)設(shè)立可選電壓檔位；
[0022] (2)測(cè)量范圍：0.0ΜΩ-100ΜΩ ;
[0023] (3)測(cè)量精度：1.0ΜΩ W下(含1.0ΜΩ)時(shí)測(cè)量值與實(shí)際值絕對(duì)誤差不超過0.2ΜΩ， 1.0Μ Ω W上時(shí)相對(duì)誤差不超過± 20% ;
[0024] (4)顯示分辨率:0.1ΜΩ ;
[00巧](5)工作制:連續(xù)；
[00%] (6)功耗:不大于30W;
[0027] (7)工作電源:AC 220V±10%，50Hz。
【附圖說明】
[0028] 圖1絕緣狀態(tài)檢測(cè)儀的檢測(cè)程序框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 例子1對(duì)于偶對(duì)異種金屬電位差很大的偶對(duì)材料，比如侶合金和銅合金兩種異種 金屬組成偶對(duì)，使用橡膠絕緣墊片。首先，銅合金和侶合金在海水中的自腐蝕電位分別為- 0.15V(相對(duì)于飽和甘隸電極)和-1.2V(相對(duì)于飽和甘隸電極），其電位差1.05V，并且侶合金 為陽極材料。其次，計(jì)算確定該偶對(duì)異種金屬需要的最小絕緣電阻為l.HxlO5歐姆。如果檢 測(cè)儀選擇的電流測(cè)試安培計(jì)最小為10微安，那么需要檢測(cè)絕緣電阻的最小電壓為1.14V。運(yùn) 樣，就可w選擇絕緣電阻檢測(cè)儀的電壓檔位為低壓范圍進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)絕緣電阻檢測(cè)儀的檢 測(cè)結(jié)果大于該偶對(duì)異種金屬需要的最小絕緣電阻值時(shí)，即顯示絕緣狀態(tài)正常，指示燈為綠 燈。
[0030]例子2對(duì)于偶對(duì)異種金屬電位差較小的偶對(duì)材料，比如碳鋼和某銅合金兩種異種 金屬組成偶對(duì)，使用橡膠絕緣墊片。首先，銅合金和碳鋼在海水中的自腐蝕電位分別為- 0.15V(相對(duì)于飽和甘隸電極)和-0.6V(相對(duì)于飽和甘隸電極），其電位差0.45V，并且碳鋼為 陽極材料。其次，計(jì)算確定該偶對(duì)異種金屬需要的最小絕緣電阻為5.3xl04歐姆。同樣，如果 檢測(cè)儀選擇的電流測(cè)試安培計(jì)最小為10微安，那么需要檢測(cè)絕緣電阻的最小電壓為0.53V。 運(yùn)樣，就可W選擇絕緣電阻檢測(cè)儀的電壓檔位為低壓范圍進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)絕緣電阻檢測(cè)儀的 檢測(cè)結(jié)果大于該偶對(duì)異種金屬需要的最小絕緣電阻值時(shí)，即顯示絕緣狀態(tài)正常，指示燈為 綠燈。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種檢測(cè)異種金屬間絕緣安裝狀態(tài)的方法，其特征在于： 根據(jù)偶對(duì)異種金屬兩種材料的自腐蝕電位差及偶對(duì)材料中的陽極材料，按照下式計(jì)算 出該陽極材料確保不被腐蝕即耐蝕的最小絕緣電阻HI; r = AV+ia(歐姆· cm2) (1) 其中，I心分別為偶對(duì)材料陰極、陽極自腐蝕電位； Vu年腐蝕深度，mm/年，取值0.1; P:陽極材料密度，g/cm3; η:陽極材料原子電化學(xué)反應(yīng)失去的電荷數(shù)； m:陽極材料原子量，g; 根據(jù)選擇確定的絕緣檢測(cè)儀中安培計(jì)的精度和按照上述方法計(jì)算得到的最小絕緣電 阻r值，確定絕緣檢測(cè)儀的測(cè)試電壓范圍；選擇絕緣電阻檢測(cè)儀的電壓檔位為低壓范圍進(jìn)行 測(cè)試;當(dāng)絕緣電阻檢測(cè)儀的檢測(cè)兩種異種金屬組成偶對(duì)的電阻大于該偶對(duì)異種金屬需要的 最小絕緣電阻值時(shí)，即顯示絕緣狀態(tài)正常，否則為異常。
【專利摘要】一種檢測(cè)異種金屬間絕緣安裝狀態(tài)的方法屬于腐蝕與防護(hù)檢測(cè)儀器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明基于給定的異種金屬偶對(duì)，其自腐蝕電位差基本恒定，根據(jù)金屬等級(jí)，提出了偶對(duì)異種金屬間絕緣等級(jí)的確定原則。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)選擇安培計(jì)的精度，確定絕緣檢測(cè)儀的測(cè)試電壓范圍。在檢測(cè)過程中，輸入偶對(duì)異種金屬材料，讀取異種金屬自腐蝕電位值，計(jì)算需要的最小絕緣電阻值，并以此作為參考與測(cè)試結(jié)果比較，如果測(cè)試絕緣電阻值小于最小絕緣電阻值時(shí)，紅燈指示報(bào)警。反之，則絕緣安裝狀態(tài)合格。本發(fā)明解決了異種金屬腐蝕程度的關(guān)鍵技術(shù)問題。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號(hào)】CN105629134
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510921304
【發(fā)明人】雍興躍, 肖寧, 萬通
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月12日