浅析架空输电线路设施腐蚀状态的监测论文_李中凯

浅析架空输电线路设施腐蚀状态的监测论文_李中凯

(国网山东省电力公司临沂供电公司 山东临沂 276000)

摘要:新建架空输电线路在一些地方和区域受到工业污染大气或海边大气环境影响,就会发作迅速腐蚀,相同需求不断地监测和保护。为了防止架空输电线路金属构件的不断腐蚀,通常选用金属涂层和有机涂层进行保护。中国早年建造的线路,材料外表的防腐蚀涂层现已老化逐渐失去保护效果,需求不断地监测和保护以保证其具有继续的可靠性。现在,对架空电力线路设备腐蚀状况的监测首要仍是经过目视进行定时巡视和查看;但目视监测不能定量,且对一些不醒目部位的腐蚀难以把握。为此我们就爱必须对重点部位采用特定的方法进行监测,并采取相应的防范措施,以确保其安全运行。以下主要针对架空电力线中主要设施可能发生的腐蚀情况进行具体的描述,并指出相应的监测手段,根据监测结果建议采取相应的处理对策。

关键词:架空输电线路;腐蚀状态;监测

1架空输电线路中输电线及架空地线的防腐蚀监测技术

输电线、架空地线在大气中受水分、化学腐蚀性气体和化学盐类物质等侵蚀性介质的作用发生腐蚀,在风摆震动疲劳磨损作用下,导致导线有效截面积减小,导线的电性能下降,抗拉强度大幅降低,导线变脆,表观上可见导线有鼓胀、断股、断线现象。对其监测可采用以下方法:(1)涡流探伤将线圈做成适当的探头(探测块),在导线表面来回滑动,所得到的信号被发射给遥感记录仪,以此监测铝线和钢芯的破裂和孔蚀过程。(2)图像处理导线腐蚀时会有鼓胀现象。通过图像处理技术,测量导线外径,在长度方向读出外径变化,通过和基准值的比较诊断导线的腐蚀。(3)热象显示用等温线图检测腐蚀的分布,但应注意由于环境温度变化、风速及局部空气扰动、阳光条件变化、设备颜色的变化等因素会引起测量误差。防腐蚀处理对策:在发现某种问题后,根据所处环境条件,采取相应的措施进行防腐蚀处理,如钢芯的腐蚀可使用铝包钢芯或碳纤维芯;重工业污染区或海滨地区的导线,在导线的绞线间填充防锈油脂。

2架空输电线路中导线配件的防腐蚀监测技术

导线配件有压缩连接管、阻尼器、衬垫等,金属部分在长年的大气环境下会发生氧化和腐蚀,导致连接部位在运行中因接触电阻增加而发热。随着电阻的不断增加,发热量也不断增加,极端情况会使导线熔断。对于这类腐蚀采用温度监测的方法,分为接触型温度测定和非接触型温度测定。接触型温度测定可用热敏示温纸贴在连接处周围,或在连接部位涂上示温涂料,根据热敏示温纸、示温涂料的颜色确定腐蚀的程度。非接触型温度测定方法较多,如辐射型温度计、红外测温计等。对超温明显的配件需要进行处理。在条件允许时可采用火熔连接法连接,避免因压接方法产生的接触不良或腐蚀产生的过热问题。

3架空输电线路中铁塔基体的防腐蚀监测技术

铁塔的防腐蚀主要是使用镀锌钢材或在铁塔钢材表面涂刷防腐蚀涂料。随着铁塔的长年使用,在大气环境条件下,特别是在工业污染大气和滨海大气条件下,镀锌层会很快消耗掉,防腐蚀涂层会遭到破坏,而使铁塔基体发生腐蚀,当钢材厚度减薄到一定程度时,力学强度就会降低,影响铁塔的安全。对铁塔的腐蚀监测主要是测量镀锌层的厚度和钢材的厚度来诊断铁塔的腐蚀和使用寿命。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体的监测方法如下:(1)光学法借助各种光学仪器检查直视范围以外的部位,与光学照相机和电视照相机相连接可记录下铁塔表面防腐蚀涂层的破损及表面宏观腐蚀情况;在腐蚀产物覆盖的表面进行观测只能对腐蚀速度提供非常有限的信息,但可对腐蚀的分布给出一定的印象。(2)电磁膜厚计法应用电磁膜厚计测量铁塔钢材表面残存的镀锌层厚度,诊断其消耗速度和防蚀效果,确定修补时间。(3)超声波测厚仪法铁塔钢材在大气环境下会发生腐蚀而均匀减薄或局部减薄。通过超声波测厚仪测量被腐蚀铁塔钢材的厚度来诊断其腐蚀程度和使用寿命,并采取相应的处理措施,保证铁塔的安全。(4)工业用光纤内窥镜或电荷耦合器件(CCD)摄像机法此法是对钢管塔内部的腐蚀进行监测。可采用工业用光纤内窥镜或CCD摄像机监测内部,再结合外部的超声波测厚仪对腐蚀状况进行评价和处理。

4架空输电线路中钢筋混凝土基础的防腐蚀监测技术

铁塔的基础设施多为钢筋混凝土结构,混凝土和钢筋都会受到腐蚀。混凝土受腐蚀的类型有结晶类、分解类及结晶分解复合类,干湿的交替变化造成混凝土开裂和疏松多孔,一方面使腐蚀性介质浸入至钢筋表面,造成环境的pH值降至9以下,造成钢筋的腐蚀,另一方面导致混凝土基础力学强度下降。影响钢筋的腐蚀因素较多。对钢筋混凝土基础的腐蚀监测方法主要有:(1)裂纹计法。用裂纹计测量混凝土裂缝长度、宽度和深度,针对裂纹的大小采取相应的修补措施。细裂纹可用聚合物(尿烷-氨基甲酸乙酯、丙烯酸胺等)灌浆法修补;粗裂缝应清除松动和不密实的混凝土后,用水泥聚合物砂浆修补,外用纤维增强材料包覆。(2)电阻棒法。通过测量钢筋锈蚀使钢筋截面积和表面状态变化引起的电阻值状况,利用导电原理间接推算钢筋的剩余面积。该法通常是在浇注混凝土结构时预先埋设电阻探头,较适用于均匀腐蚀的场合,对于以局部腐蚀为特征的钢筋则无法定量检测其腐蚀速度。(3)化学指示剂法。通过化学指示剂测试混凝土的pH值,诊断钢筋混凝土的腐蚀性。(4)涡流探测法。通过测定励磁电流与发生在钢筋内的次生波的相位关系来判断钢筋锈蚀状况。将一台电磁装置放在混凝土结构表面,使其中一段钢筋达到磁饱和,钢筋腐蚀引起的钢筋截面积损失会使磁场中出现某些异常,通过分析即可判断钢筋截面积的损失率。(5)声发射探测法。混凝土中钢筋发生腐蚀时,腐蚀产物膨胀会产生过大的内应力,使周围混凝土开裂,部分能量以发射声波形式释放,用声发射探头可灵敏地检测发射源位置与强弱。声发射探测法是利用传感器接收钢筋锈蚀引起周围混凝土开裂释放的弹性应力波,从而确定钢筋发生锈蚀膨胀的确切位置。(6)自然电位法。自然电位法通过测定钢筋电极对参比电极的相对电位差来判明钢筋的锈蚀状况。腐蚀钢筋的修复方法主要为两大类别:物理法凿除发生钢筋腐蚀并导致混凝土膨胀开裂或剥落的混凝土,直至露出钢筋表面,先对已腐蚀的钢筋进行表面除锈处理,再用新的致密混凝土或砂浆进行修补抹平;阴极保护根据阴极保护原理,采用施加外加电流或牺牲阳极的方法,使混凝土内部的钢筋电位处于-0.85V左右(相对饱和硫酸铜电极),则钢筋不会腐蚀。

5结语

架空电力线路处于室外大气环境中,会受到严重腐蚀,架空输电线路中容易发生腐蚀的设施主要有输电线、架空地线、铁塔或水泥杆、金具以及在地面固定用的基础设施及附属配件。选用适当的腐蚀监测技术,对设备的腐蚀状态进行监测和评估,能够防止设备因腐蚀而发生安全事故,通过防止和弥补延长使用寿命。

参考文献

[1]架空输电线路检修问题分析[J].吴翔.电子世界.2016(17).

[2]架空输电线路安全运行的影响因素与防治措施研究[J].孙丽山,崔奎祥,何龙.黑龙江科技信息.2016(29).

[3]输电线路运行安全影响因素分析及防治措施[J].陈熙.电子世界.2017(07).

论文作者:李中凯

论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期

论文发表时间:2017/8/25

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