沿海地區輸電線路金具腐蝕壽命預測方法技術

本發明專利技術介紹了一種沿海地區輸電線路金具腐蝕壽命預測方法，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，環氧樹脂封裝；（3）、清洗試樣外表面；（4）、計算當地雨水氯離子含量年平均值；（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；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。本方法打破傳統制約，以測量金具表面鍍鋅厚度實現對沿海地區輸電線路金具腐蝕速度和壽命的評估，快速準確，實用性強。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力工程
，具體涉及一種沿海地區輸電線路金具腐蝕壽命的預測方法。
技術介紹
高壓輸電線路是電網中傳輸電流的載體，它主要由桿塔、導線和金具組成。其中金具是連接、固定和支持導線與桿塔、導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、承受較大的拉應力且運行中隨導線振動引起接觸部位微動磨損，導致金具腐蝕速度一般快于鐵塔和導線。目前鋼質金具均為Q235鋼或Q345鋼制作，表面采用熱浸鍍鋅防腐，設計壽命20年以上。一般大氣環境可滿足要求，但在沿海地區受鹽霧氯離子侵蝕，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，因此必須提前預測腐蝕壽命以采取針對性的措施，防范和減少安全風險于未然。然而直至目前可用金具腐蝕的提前預測和防范手段極少，仍靠個人憑經驗來評估金具的腐蝕程度，隨意性較大，缺乏量化。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，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，使用該方法可快速準確地預測輸電線路金具在沿海地區的腐蝕壽命，以便及時采取措施，預防由此引發的輸電線路斷線故障帶來的輸電網停電跳閘事故。本專利技術的技術方案是，所提供的上述包括如下步驟:(I)、確定待預測的沿海地區輸電線路金具目標，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氧樹脂中伸出并制作成電化學測試的工作電極；(3)、待步驟(2)封裝試樣片塊所用環氧樹脂固化，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)所確定的待預測沿海地區輸電線路金具目標所在地的環境監測中心或氣象部門搜集當地至少近10年的雨水中氯離子的含量，計算獲得當地至少近10年的雨水中氯離子含量年平均值，設該年平均值為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的質量分數相等于步驟(4)所獲當地至少近10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放入標準三電極體系電解池中，使用電化學工作站實施測試。所述標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工作站的參比電極線、輔助電極線、工作電極線對應連接；(7)、使用步驟(6)所述的電化學工作站測試所述標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，設置該電化學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，使用常規方法，通過上述電化學工作站測試獲得該標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i。，單位μ A/cm2。該參數即為步驟(I)割取的試樣片塊的模擬鹽霧腐蝕電流密度，亦即步驟(I)所確定的待預測工業區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測沿海地區輸電線路金具所在地的年均相對濕度RH>80%的天數τ，單位為天，或年均降雨天數τ，單位為天；(10)、應用如下公式計算步驟(I)所確定的待預測沿海地區輸電線路金具的中長期年均腐蝕深度速率V，單位μ m/年:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種沿海地區輸電線路金具腐蝕壽命預測方法，該方法包括如下步驟：（1）、確定待預測的沿海地區輸電線路金具目標，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表面具有鍍鋅層的1cm×1cm方形片塊；（2）、在步驟（1）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氧樹脂中伸出并制作成電化學測試的工作電極；（3）、待步驟（2）封裝試樣片塊所用環氧樹脂固化，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（1）所確定的待預測沿海地區輸電線路金具目標所在地的環境監測中心或氣象部門搜集當地至少近10年的雨水中氯離子的含量，計算獲得當地至少近10年的雨水中氯離子含量年平均值，設該年平均值為c；（5）、取分析純的NaCl50～100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的質量分數相等于步驟（4）所獲當地至少近10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放入標準三電極體系電解池中，使用電化學工作站實施測試，所述標準三電極體系電解池的參比電極為飽和甘汞電極SCE，輔助電極為鉑片電極，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工作站的對應的參比電極線、輔助電極線、工作電極線對應連接；（7）、使用步驟（6）所述的電化學工作站測試所述標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，設置該電化學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，使用常規方法，通過上述電化學工作站測試獲得該標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ic，單位μA/cm2，該參數即為步驟（1）割取的試樣片塊的模擬鹽霧腐蝕電流密度，亦即步驟（1）所確定的待預測工業區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測沿海地區輸電線路金具所在地的年均相對濕度RH>80%的天數τ，單位為天，或年均降雨天數τ，單位為天；（10）、應用如下公式計算步驟（1）所確定的待預測沿海地區輸電線路金具的中長期年均腐蝕深度速率V，單位μm/年：V=τ365·14.875ic+365-τ365·4.25式中參數ic由步驟（8）獲得；參數τ由步驟（9）獲得，其中ic為自腐蝕電流密度，τ為待預測沿海地區輸電線路金具所在地的年均相對濕度RH>80%的天數或年均降雨天數；（11）、使用磁性覆層測厚儀測量步驟（1）所確定的待預測沿海地區輸電線路金具表面尚未剝落的鍍鋅層的厚度，每個金具測10個點，取該10個點所測鍍鋅層厚度的平均值，設該鍍鋅層厚度平均值為d，單位μm；（12）、用步驟（11）所獲鍍鋅層平均厚度d除以步驟（10）所獲年均腐蝕深度速率V，所得的商即為步驟（1）所確定的待預測沿海地區輸電線路金具表面尚未剝落的鍍鋅層的剩余腐蝕壽命L，單位年。...

【技術特征摘要】
1.一種沿海地區輸電線路金具腐蝕壽命預測方法，該方法包括如下步驟: (1)、確定待預測的沿海地區輸電線路金具目標，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氧樹脂中伸出并制作成電化學測試的工作電極； (3)、待步驟(2)封裝試樣 片塊所用環氧樹脂固化，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)所確定的待預測沿海地區輸電線路金具目標所在地的環境監測中心或氣象部門搜集當地至少近10年的雨水中氯離子的含量，計算獲得當地至少近10年的雨水中氯離子含量年平均值，設該年平均值為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的質量分數相等于步驟(4)所獲當地至少近10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的標準鹽霧試驗濃度配制模擬鹽霧溶液； (6 )、將步驟(5 )所配制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳軍君，李明，胡波濤，王軍，陳紅冬，
申請(專利權)人：湖南省電力公司科學研究院，湖南省湘電鍋爐壓力容器檢驗中心有限公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：