[發明專利]一種導線綜合因素老化試驗裝置

有效

• 申請號: 201310049705.8
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103207140A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 陳原;盧毅;王得文;于建斌
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;冀北電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 郭智

技術領域

本發明涉及導線試驗裝置，尤其涉及一種導線綜合因素老化試驗裝置。

背景技術

盡管碳纖維復合芯導線具有復合材料固有的耐腐蝕性較好的特點，但是當其暴露在高溫、高濕、紫外線、臭氧、微風震動、酸雨腐蝕、雨雪冰凍等環境中，老化依然會發生，尤其是碳纖維復合芯導線的結構決定了碳纖維復合芯與外包的鋁股之間難免有一些摩擦，在鋁股通電時，也可能會對碳纖維復合芯造成電偶腐蝕，在長期的運行過程中，碳纖維復合芯在電壓、拉力、扭力、自然環境老化等綜合作用下的性能可能會大大降低甚至失效。從發展較為成熟的復合絕緣子的應用情況來看，總的來說運行部門對復合材料的信任度不高，因此運行部門對復合材料的老化性能特別關注，尤其是新式復合材料，由于老化方面的試驗研究數據不足，眾多運行部門對碳纖維復合芯導線的綜合因素老化性能持保留意見態度，如果依靠已經掛網運行的碳纖維復合芯導線來對其綜合因素老化性能進行驗證，是不科學、不安全的，也會限制碳纖維復合芯導線的大規模推廣應用。

從我國自主研發的碳纖維復合芯導線應用情況來看，我國的應用時間不長，對碳纖維復合芯導線的性能研究才剛剛起步，尤其是對實際工況下長時間運行各項性能的研究還基本處于空白階段，這就造成對實際運行中的碳纖維復合芯導線的性能掌握與運行維護缺乏指導性的數據，碳纖維復合芯導線在嚴酷自然環境下的運行性能和周期壽命等關鍵問題都還是一個未知數。如果能夠對于上述自然環境下碳纖維復合芯導線的綜合因素老化性能進行全面深入的研究，特別是與實際運行狀態一致的試驗研究——主要指材質的影響（如：導電鋁股對碳纖維芯棒的影響、環境因素對碳纖維芯棒的影響），則對在嚴酷自然環境下運行的碳纖維復合芯導線的性能優化和推廣應用具有重要的指導意義，對于電網安全運行意義重大。此外，通過碳纖維復合芯導線綜合因素老化試驗研究，可以為其他復合材料設備（如：復合材料塔材、復合材料支柱絕緣子、復合材料套管）綜合因素老化性能實驗研究提供參考和依據。

碳纖維復合芯導線在國內的起步較晚，華北電力科學研究院作為國內第一家掌握碳纖維復合芯導線關鍵技術和生產工藝，并建立國內第一條碳纖維復合芯導線生產線的企業，在研發應用階段，已經開展了部分碳纖維復合芯導線的耐老化性能研究，包括冷熱循環試驗、紫外老化試驗、鹽霧老化試驗等。

然而，在研發階段所進行的老化性能試驗均為單一條件或一兩個條件綜合作用下的耐老化性能研究，與實際情況相一致的施加工頻電壓與預定張力并考慮眾多自然環境影響因素的綜合因素老化性能研究較少，尚無權威性結論。

根據國內目前一些廠家和科研院所的試驗研究情況，碳纖維復合芯導線在單一因素下的老化性能大多都獲得了肯定，但是其在實際運行中可能遭受的綜合因素老化還沒有涉及。

現有技術一的技術方案：紫外光輻照試驗是模擬日照中的紫外線，以考察對碳纖維復合芯造成的老化。比較經過紫外光照射和未經過紫外光照射的復合芯試品的抗彎曲性能和抗壓扁性能，其中紫外光照射試品分為帶鋁股復合芯和不帶鋁股復合芯，以考察鋁股對復合芯的遮擋作用。紫外光輻照過程：4小時紫外光輻照與4小時冷凝過程循環進行，循環過程共計15日。初始的紫外光輻照度為0.119毫瓦/平方厘米，隨著紫外燈的老化，最終紫外光輻照度衰減為0.067毫瓦/平方厘米。試品長度為100mm，直徑D為7.5mm，試驗跨距為6D（45mm）。現有技術一的碳纖維復合芯導線長期暴露在野外，運行環境復雜，在額定電壓作用下要經受拉力、微風震動、紫外輻照、化學腐蝕、雨雪冰凍等各種嚴酷自然環境的考驗，而紫外光輻照試驗只能模擬現實工況下的單一因素下的老化，不能全面的考慮到多因素綜合情況下的老化。

現有技術二的技術方案：冷熱循環試驗條件：將碳纖維復合芯試品置于零下25℃的環境下48小時，然后再將試品取出置于室溫環境下24小時，如此冷熱循環多個周期。試品長度為100mm，直徑D為7.5mm，試驗跨距為6D（45mm），經復合芯彎曲破壞試驗得出結論：經冷熱循環的試品，復合芯彎曲破壞力平均值為2.50kN；未經冷熱循環的試品復合芯彎曲破壞力平均值為2.30kN。現有技術二碳纖維復合芯導線長期暴露在野外，運行環境復雜，在額定電壓作用下要經受拉力、微風震動、紫外輻照、化學腐蝕、雨雪冰凍等各種嚴酷自然環境的考驗，而冷熱循環試驗只能模擬現實工況下單一因素下的老化，不能全面的考慮到多因素綜合情況下的老化。

綜上可見，如何設計一種適用于碳纖維復合芯導線的綜合因素老化性能檢測方案的老化試驗設備，這是本領域的技術人員亟待解決的一個技術問題。

發明內容