專利名稱：直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置及試驗方法
直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置及試驗方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是一種直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置及試驗方法，屬于直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置及試驗方法的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
我國能源產(chǎn)地與用電負(fù)荷中心相距遙遠(yuǎn)，76%的煤炭資源分布在北部和西北部， 80%的水力資源分布在西南部。東南部沿海地區(qū)對能源的需求，主要依靠輸煤來解決，建立在長途輸煤基礎(chǔ)上的電力就地平衡模式，對環(huán)境、交通帶來極大壓力，也不利于清潔能源的開發(fā)和能源安全。為了實現(xiàn)電力能源在大區(qū)域范圍內(nèi)的優(yōu)化配置，我國已建成多條特高壓直流輸電線路。其控制方式靈活、動態(tài)響應(yīng)快速，可減少或避免大量過網(wǎng)潮流，并且能夠根據(jù)送、受兩端運行方式的變化來改變系統(tǒng)潮流，能夠提高跨區(qū)域大電網(wǎng)輸電線路的輸送能力和可靠性。
隨著電壓等級的提高，考慮到機械特性和電氣特性的因素，特高壓直流輸電工程大量采用V型串，在潮濕或降雨條件下易在V型串下側(cè)的瓷絕緣子鐵帽和瓷面縫隙易被水珠橋接，形成集中的電流回路，造成了局部的電腐蝕現(xiàn)象。2011年10月，±800kV楚穗直流輸電線路負(fù)極性側(cè)V型串發(fā)現(xiàn)20000余片絕緣子發(fā)生鐵帽電腐蝕現(xiàn)象；2012年2月， ±SOOkV復(fù)奉直流負(fù)極性側(cè)V型串2000余片絕緣子也發(fā)現(xiàn)鐵帽電腐蝕現(xiàn)象。
直流瓷絕緣子鐵帽大面積地出現(xiàn)電腐蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。為了排除工程上已出現(xiàn)的這一安全隱患，同時避免后續(xù)超高壓直流輸電工程出現(xiàn)類似問題，尋找合理的試驗方法、設(shè)計合適的試驗裝置，對直流瓷絕緣子鐵帽的電腐蝕機理進(jìn)行深入細(xì)致的試驗研究已迫在眉睫。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便的直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種操作方法簡便，方便實用的直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 本發(fā)明的直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置， 包括有直流恒流源、電流測量裝置、電解槽、絕緣支架和控制監(jiān)測系統(tǒng)，其中鋅件和鐵件懸掛于絕緣支架上，且鋅件和鐵件的下端浸入電解槽的電解液中；直流恒流源的正極與鋅件和鐵件連接，直流恒流源的負(fù)極與銅電極連接，銅電極的下端也浸入電解槽的電解液中，電流測量裝置的輸入端與直流恒流源連接，電流測量裝置的輸出端與試品相連接，同時將測量數(shù)據(jù)通過傳輸線傳輸至控制監(jiān)測系統(tǒng)(5 )。
本發(fā)明直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗方法，包括下述步驟1)清洗鋅件和鐵件表面的污垢，再用砂紙打磨，去除表面氧化物；2)稱量鋅件和鐵件的質(zhì)量；3)根據(jù)所模擬的工況，將鋅件和鐵件懸掛至絕緣支架上，并將鋅件和鐵件部分浸入電解槽的電解液中；4)將直流恒流源的正極與鋅件和鐵件連接，將直流恒流源的負(fù)極與銅電極連接，并將銅電極浸入電解槽的電解液中；5)接通直流恒流源進(jìn)行試驗，電流測量裝置分別測量每路試驗的電荷量，并記錄每路試驗電荷量；6)試驗完成后，再次稱量鋅件和鐵件的質(zhì)量，計算質(zhì)量損失。
本發(fā)明的試驗裝置設(shè)計巧妙，性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究。本發(fā)明的試驗方法是一種方便實用的直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗方法。


圖1為本發(fā)明直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗方法的流程圖；圖2為直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置的原理圖；圖3為直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理時鐵件和鋅件物理隔絕電氣相連的試驗圖；圖4為直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究時鐵件和鋅件物理電氣均相連的試驗圖。
具體實施方式
實施例本發(fā)明直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置的原理圖如圖1所示，本發(fā)明的直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置，包括有直流恒流源1、電流測量裝置2、電解槽3、絕緣支架4和控制監(jiān)測系統(tǒng)5，其中鋅件7和鐵件8懸掛于絕緣支架4上，且鋅件和鐵件的下端浸入電解槽3的電解液中；直流恒流源I的正極與鋅件7和鐵件8連接，直流恒流源I的負(fù)極與銅電極6連接，銅電極6的下端也浸入電解槽3的電解液中，電流測量裝置 2的輸入端與直流恒流源I連接，電流測量裝置2的輸出端與試品相連接，同時將測量數(shù)據(jù)通過傳輸線傳輸至控制監(jiān)測系統(tǒng)5。在電解槽3中，銅電極6與鋅件7和鐵件8的距離根據(jù)所模擬的電腐蝕工況決定。絕緣支架4可同時懸掛鋅件和鐵件進(jìn)行試驗，且有兩種連接方式，一種為物理隔絕、電氣相連，另一種為物理電 氣均相連。
如圖3所示，物理隔絕、電氣相連指的是鋅件7和鐵件8不直接接觸，分別浸入電解液中，但通過導(dǎo)線進(jìn)行聯(lián)通。如圖4所示，物理電氣均相連是指鋅件7和鐵件8直接接觸后浸入電解液中。
本實施例中，上述直流恒流源I輸出的電流范圍為O 4A，每路電流為O 2A。
本實施例中，上述電流測量裝置2能同時測量兩路電流(O 2. 5A)和電荷量。
上述電解槽3中的電解液為飽和鹽溶液。
上述控制監(jiān)測系統(tǒng)5根據(jù)設(shè)定值控制電流源的輸出電流，調(diào)整兩條電路電流的分配情況，同時監(jiān)測泄漏電流情況，統(tǒng)計泄漏電量。
直流電源、金屬電極與電解液三者共同構(gòu)成了電解回路。在電動勢作用下，與電源正極相連的金屬失去電子，成為陽離子脫離材料表面，形成陽極腐蝕。
陽極金屬在電解過程中損失的質(zhì)量與其通過的電荷量符合法拉第電解定律，SP
權(quán)利要求
1.一種直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置，其特征在于包括有直流恒流源(I)、電流測量裝置(2)、電解槽(3)、絕緣支架(4)和控制監(jiān)測系統(tǒng)(5)，其中鋅件(7)和鐵件(8)懸掛于絕緣支架(4)上，且鋅件(7)和鐵件(8)的下端浸入電解槽(3)的電解液中；直流恒流源(I)的正極與鋅件(7)和鐵件(8)連接，直流恒流源(I)的負(fù)極與銅電極(6)連接，銅電極(6)的下端也浸入電解槽(3)的電解液中，電流測量裝置(2)的輸入端與直流恒流源(I)連接，電流測量裝置(2)的輸出端與試品相連接，同時將測量數(shù)據(jù)通過傳輸線傳輸至控制監(jiān)測系統(tǒng)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置，其特征在于上述直流恒流源(I)輸出的電流范圍為O 4A，每路電流為O 2A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置，其特征在于上述電流測量裝置(2)能同時測量兩路電流(O 2. 5A)和電荷量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置，其特征在于上述電解槽(3)中的電解液為飽和鹽溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置，其特征在于上述控制監(jiān)測系統(tǒng)(5)根據(jù)設(shè)定值控制電流源的輸出電流，調(diào)整兩條電路電流的分配情況，同時監(jiān)測泄漏電流情況，統(tǒng)計泄漏電量。
6.一種直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗方法，其特征在于包括下述步驟 1)清洗鋅件和鐵件表面的污垢，再用砂紙打磨，去除表面氧化物； 2)稱量鋅件(7)和鐵件(8)的質(zhì)量； 3)根據(jù)所模擬的工況，將鋅件(7)和鐵件(8)懸掛至絕緣支架(4)上，并將鋅件和鐵件部分浸入電解槽(3)的電解液中； 4)將直流恒流源(I)的正極與鋅件(7)和鐵件(8)連接，將直流恒流源(I)的負(fù)極與銅電極(6)連接，并將銅電極(6)浸入電解槽(3)的電解液中； 5)接通直流恒流源(I)進(jìn)行試驗，電流測量裝置(2)分別測量每路試驗的電荷量，并記錄每路試驗電荷量； 6)試驗完成后，再次稱量鋅件(7)和鐵件(8)的質(zhì)量，計算質(zhì)量損失。
全文摘要
本發(fā)明是一種直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置及試驗方法。包括直流恒流源(1)、電流測量裝置(2)、電解槽(3)、絕緣支架(4)和控制監(jiān)測系統(tǒng)(5)，鋅件和鐵件懸掛于絕緣支架(4)上，且鋅件和鐵件的下端浸入電解槽(3)的電解液中；直流恒流源(1)的正極與鋅件和鐵件連接，直流恒流源(1)的負(fù)極與銅電極連接，銅電極的下端也浸入電解槽(3)的電解液中，電流測量裝置(2)的輸入端與直流恒流源(1)連接，電流測量裝置(2)的輸出端與試品相連接，同時將測量數(shù)據(jù)通過傳輸線傳輸至控制監(jiān)測系統(tǒng)(5)。本發(fā)明直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。本發(fā)明直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕機理研究的試驗方法操作方法簡便，方便實用。
文檔編號C25F3/06GK103046109SQ20121058782
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者張福增, 宋磊, 羅凌, 李銳海, 王黎明 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)深圳研究生院