一种高压输电耐张线夹剩余寿命预测方法技术

本发明专利技术提供了一种高压输电耐张线夹剩余寿命预测方法，采取的步骤包括:获取耐张线夹实际运行环境参数；腐蚀速率实验，确定电阻增长率‑腐蚀时间关系函数；温升试验测定散热系数；建立实验室耐张线夹腐蚀时间‑温度模型；确定服役腐蚀时间与实验室腐蚀时间关系；计算环境修正系数A确定环境因子K；计算临界击穿温度；确定线夹剩余寿命。有益的技术效果：采用本方法，可解决老旧耐张线夹剩余寿命无法评估的问题。本发明专利技术是基于热击穿原理建立，量化了耐张线夹失效条件，使得耐张失效的判断更具有科学性。

Residual life prediction method for high voltage transmission line clamp

The invention provides a high voltage transmission strainclamp residual life prediction method, the steps include: obtaining strainclamp actual operating environment parameters; the corrosion rate experiment, determine the resistance growth rate corrosion time function; Determination of heat transfer coefficient of temperature rise test; the establishment of laboratory strainclamp corrosion time temperature model to determine the relationship between etching time and service; laboratory corrosion time; computing environment correction coefficient A determine the environmental factor K; calculating the critical breakdown temperature; determine the residual life of the clamp. The utility model has the advantages that the method can solve the problem that the residual life of the old tension clamp can not be evaluated. The invention is based on the principle of thermal breakdown, and quantifies the failure condition of the tension clamp, so that the judgment of the tensile failure is more scientific.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料剩余寿命预测
，特别是涉及一种高压输电用耐张线夹的剩余寿命预测方法。
技术介绍
长期以来，材料寿命的准确预测关系着人类的生命财产安全，电力方面运行温度被普遍接受作为评判输电机构的运行状态的指标；耐张线夹在运行过程中因各种缺陷及老化，雨水沿耐张线夹端口渗入内部，造成内部腐蚀，随腐蚀加深，线夹发热量增加，当腐蚀进行到一定程度时，耐张线夹内部烧损爆裂。工程上对这一状况采用线塔下红外测温设备进行测温，简单根据线夹的温度评判耐张线夹运行是否异常，无法进行剩余寿命的预测。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种高压输电耐张线夹剩余寿命预测方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种高压输电耐张线夹剩余寿命预测方法，按如下步骤进行：步骤一：获取耐张线夹实际运行环境参数；步骤二：建立电阻增长率-腐蚀时间关系函数Rp＝atb；其中，Rp为电阻增长率；a、b为系数，t为腐蚀时间，单位为天；步骤三：测定散热系数，建立温升公式其中，R0为线夹电阻,单位Ω；m、n为常数；P为大气压，单位atm；v为空气流动速度，单位m/s；d为线夹外层直径，单位mm；F为散热表面面积，单位为cm2；θ为耐张线夹温度，单位℃；θ0为气温，单位℃；α为电阻的温度系数,单位1/℃；步骤四：建立腐蚀时间-温度模型：其中，t为实验室腐蚀时间,单位为天；R0I为未经腐蚀的线夹在20℃时电阻；K为环境因子；步骤五：确定服役腐蚀时间与实验室腐蚀时间关系函数：；其中，η为换算系数；tout为耐张线夹在服役环境中的腐蚀时间，即tout为已知服役时间，单位为年；步骤六：在已知服役时间(tout)线路上截取正常线夹，测量其电阻值R0，带入由步骤三建立的温升公式，计算出其θ温度值。将获取的该耐张线夹实际运行环境参数值(I、v、p、d、F、θ0)及θ带入由步骤五建立的服役腐蚀时间-温度模型，计算出环境因子K，并带入计算得到修正系数A；换算系数η＝365d1/d0，d0为实验室腐蚀条件下耐张线夹内部钢芯腐蚀层厚度；d1为服役条件下的耐张线夹内部钢芯腐蚀层厚度；在已知服役时间(tout)前提下，在线路上截取正常线夹，测量其内部钢芯腐蚀层厚度，确定η；步骤七：将步骤六获得的耐张线夹温度θ带入θL＝3.45×10-4(θ+273)2+θ，计算获得临界击穿温度θL；步骤八：计算线夹剩余寿命；把线夹服役温度θ和临界击穿温度θL带入下式可得耐张线夹剩余寿命tR(θ)：tR(θ)＝tout(θL)-tout(θ)。与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的有益效果：本专利技术提供了一种新颖的老旧耐张线夹寿命预测方法，解决了无法评估老旧耐张线夹剩余寿命的问题。本专利技术基于实验室腐蚀实验建立了耐张线夹温度-腐蚀时间关系函数，并引入压力、腐蚀等环境修正因子，该方法具有很强的通用性，可适用于各种型号的铝制耐张线夹。本专利技术老旧耐张线夹临界失效判据是基于热击穿原理建立的，量化了耐张线夹失效条件，使得耐张失效的判断更具有科学性。附图说明图1是本专利技术预测耐张线夹剩余寿命的流程图具体实施例现结合附图详细说明本专利技术的结构特点。参见图1，一种高压输电耐张线夹剩余寿命预测方法，按如下步骤进行：步骤一：获取耐张线夹实际运行环境参数；步骤二：建立电阻增长率-腐蚀时间关系函数Rp＝atb；其中，Rp为电阻增长率；a、b为系数，t为腐蚀时间，单位为天；步骤三：测定散热系数，建立温升公式其中，R0为线夹电阻,单位Ω；m、n为常数；P为大气压，单位atm；v为空气流动速度，单位m/s；d为线夹外层直径，单位mm；F为散热表面面积，单位为cm2；θ为耐张线夹温度，单位℃；θ0为气温，单位℃；α为电阻的温度系数,单位1/℃；步骤四：建立腐蚀时间-温度模型：其中，t为实验室腐蚀时间,单位为天；R0I为未经腐蚀的线夹在20℃时电阻；K为环境因子；步骤五：确定服役腐蚀时间与实验室腐蚀时间关系函数：；其中，η为换算系数；tout为耐张线夹在服役环境中的腐蚀时间，即tout为已知服役时间，单位为年；步骤六：在已知服役时间(tout)线路上截取正常线夹，测量其电阻值R0，带入由步骤三建立的温升公式，计算出其θ温度值。将获取的该耐张线夹实际运行环境参数值(I、v、p、d、F、θ0)及θ带入由步骤五建立的服役腐蚀时间-温度模型，计算出环境因子K，并带入计算得到修正系数A；换算系数η＝365d1/d0，d0为实验室腐蚀条件下耐张线夹内部钢芯腐蚀层厚度；d1为服役条件下的耐张线夹内部钢芯腐蚀层厚度；在已知服役时间(tout)前提下，在线路上截取正常线夹，测量其内部钢芯腐蚀层厚度，确定η；步骤七：将步骤六获得的耐张线夹温度θ带入θL＝3.45×10-4(θ+273)2+θ，计算获得临界击穿温度θL；步骤八：计算线夹剩余寿命；把线夹服役温度θ和临界击穿温度θL带入下式可得耐张线夹剩余寿命tR(θ)：tR(θ)＝tout(θL)-tout(θ)。参见图1，本专利技术的具体步骤如下：步骤一：获取耐张线夹实际运行环境参数；环境参数包括大气压力P，空气流动速度v，线夹外层直径d，散热表面的面积F，线夹温度θ，气温θ0，通过电流大小I及雨水pH值；步骤二：通过腐蚀速率实验，确定电阻增长率-腐蚀时间关系函数；Rp＝atb；其中，Rp为电阻增长率；a、b为系数；进一步说，系数a、b是根据线夹在腐蚀环境下，实验室加速腐蚀时间与对应的电阻增长率数值，采用最小二乘法拟合得到的，t为腐蚀时间，单位为天；步骤三：通过温升试验，确定温升公式。温升公式为：其中，R0为线夹电阻，单位Ω；m为系数，由温升实验求得(优选的的方案是，在非酸雨污染环境，m取3.03；在酸雨环境，m取86.58)；n为系数，由温升实验求得(优选的的方案是，在非酸雨污染环境，n取41.5；在酸雨环境，n取1261.55)；P为大气压，单位atm；v为空气流动速度，单位m/s；d为线夹外层直径，单位mm；进一步说，系数m、n的确定应是：选用两个大电流(优选的大电流值为100A与300A)加在线夹上，测稳定后表面温度数据，分别带入线夹温度与电阻模型(式3-3)，求出参数m和n。F为散热表面面积，单位为cm2；θ为耐张线夹温度，单位℃；θ0为气温，单位℃；α为电阻的温度系数；对于铝线夹，电阻温度系数为0.0041/℃；步骤四：建立实验室耐张线夹腐蚀时间-温度模型；其中，R0I为未经腐蚀的线夹在20℃时电阻；K为环境因子；步骤五：确定服役腐蚀时间与实验室腐蚀时间关系；其中，η为换算系数；tout为耐张线夹在服役环境中的腐蚀时间，单位年；步骤六：计算环境因子K，确定环境修正系数A在已知服役时间(tout)线路上截取正常线夹，测量其电阻值R0，带入温升公式计算出耐张线夹温度θ；将耐张线夹温度θ、电流大小I、空气流动速度v、大气压力P、线夹外层直径d、散热表面的面积F和气温θ0带入腐蚀时间-温度模型求出环境因子K；带入计算出修正系数A的值；由此可以看出，在本专利技术中，若温度、pH值外的其他因素不变，A为常数。换言之，确定A后，对这个规格的线夹，改变pH值、温度，可通过带入K中来修正。步骤七：将步骤六获得的耐张线夹温度θ带入下式，计算临界击穿温度θL；θL＝3.45×10-4(θ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压输电耐张线夹剩余寿命预测方法，其特征在于，按如下步骤进行：步骤一：获取耐张线夹实际运行环境参数；步骤二：建立电阻增长率‑腐蚀时间关系函数Rp＝atb；其中，Rp为电阻增长率；a、b为系数，t为腐蚀时间，单位为天；步骤三：测定散热系数，建立温升公式其中，R0为线夹电阻,单位Ω；m、n为常数；P为大气压，单位atm；v为空气流动速度，单位m/s；d为线夹外层直径，单位mm；F为散热表面面积，单位为cm2；θ为耐张线夹温度，单位℃；θ0为气温，单位℃；α为电阻的温度系数,单位1/℃；步骤四：建立腐蚀时间‑温度模型：其中，t为实验室腐蚀时间,单位为天；R0I为未经腐蚀的线夹在20℃时电阻；K为环境因子；步骤五：确定服役腐蚀时间与实验室腐蚀时间关系函数：tout(θ)=ηt=η{[(mθ-n)×10-4+9×pvd×10-3]F(θ-θ0)-I2[1+α(θ-20)]R0IaI2[1+α(θ-20)]R0I}1K]]>；其中，η为换算系数；tout为耐张线夹在服役环境中的腐蚀时间，即tout为已知服役时间，单位为年；步骤六：在已知服役时间tout的线路上截取正常线夹，测量其电阻值R0，带入由步骤三建立的温升公式，计算出其θ温度值。将获取的该耐张线夹实际运行环境参数值(I、v、p、d、F、θ0)及θ带入由步骤五建立的服役腐蚀时间‑温度模型，计算出环境因子K，并带入计算得到修正系数A；步骤七：将步骤六获得的耐张线夹温度θ带入θL＝3.45×10‑4(θ+273)2+θ，计算获得临界击穿温度θL；步骤八：计算线夹剩余寿命；把线夹服役温度θ和临界击穿温度θL带入下式可得耐张线夹剩余寿命tR(θ)：tR(θ)＝tout(θL)‑tout(θ)。...

【技术特征摘要】
1.一种高压输电耐张线夹剩余寿命预测方法，其特征在于，按如下步骤进行：步骤一：获取耐张线夹实际运行环境参数；步骤二：建立电阻增长率-腐蚀时间关系函数Rp＝atb；其中，Rp为电阻增长率；a、b为系数，t为腐蚀时间，单位为天；步骤三：测定散热系数，建立温升公式其中，R0为线夹电阻,单位Ω；m、n为常数；P为大气压，单位atm；v为空气流动速度，单位m/s；d为线夹外层直径，单位mm；F为散热表面面积，单位为cm2；θ为耐张线夹温度，单位℃；θ0为气温，单位℃；α为电阻的温度系数,单位1/℃；步骤四：建立腐蚀时...

【专利技术属性】
技术研发人员：王若民，季坤，严波，杜晓东，张涛，陈国宏，詹马骥，王夫成，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网安徽省电力公司电力科学研究院，国网安徽省电力公司，合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11