一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法

《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》是一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法，属于直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法的创新技术。

由于中国一次能源和复合分布的不均衡，中国能源资源大部分在西部，而电力需求则集中在东部，长距离地将电力从西部输送到东部不可避免。从中国电网来看，西电东送、南北互供、全国联网是中国电网发展的总方针，也是21世纪中国能源工业建设的基本战略目标。特高压直流输电定位于部分大水电基地和大煤电基地的远距离大容量外送，建设特高压电网将有助于实现更大范围内的资源优化配置，实现跨大区、跨流域的水火互济，变输煤为输电和提高能源的利用率，对中国国民经济的发展具有重要意义。从技术经济比较的结果中可以看出采用特高压输电能够大大节约输电投资。

随着电压等级的提高，考虑到机械特性和电气特性的因素，特高压直流输电工程大量采用V型串，在潮湿或降雨条件下易在V型串下侧的瓷绝缘子铁帽和瓷面缝隙易被水珠桥接，形成集中的电流回路，造成了局部的电腐蚀现象。2011年10月，±800千伏楚穗直流输电线路负极性侧V型串发现20000余片绝缘子发生铁帽电腐蚀现象；2012年2月，±800千伏复奉直流负极性侧V型串2000余片绝缘子也发现铁帽电腐蚀现象。

截至2012年12月，中国国内外对瓷绝缘子电腐蚀问题的研究主要集中在钢脚腐蚀方面。科研人员对比了钢脚镀锌层与不镀锌层的瓷绝缘子的电腐蚀情况，研究了绝缘子瓷面胀裂的原因，并提出了相关的应对措施；研究表明长棒型瓷绝缘子比不带锌环帽脚的瓷绝缘子具有更强的抗腐蚀性能，可大胆运用于高压直流输电线路中；有文献采用表面固体层法对绝缘子进行加速腐蚀试验，分析了绝缘子金具腐蚀机理，认为直流绝缘子表面泄漏电流的增加会加重对其的腐蚀，且锌套可有效保护绝缘子钢脚，其机械强度不受腐蚀的影响。

关于瓷绝缘子钢脚电解腐蚀的问题研究较多，各制造厂家已有成熟制造工艺和产品，现场运行效果良好，但关于铁帽电腐蚀问题的研究未见相关报道。在大面积的铁帽电腐蚀现象发生后，急需进行相关的试验，研究电腐蚀的发展机理和抑制措施，但截至2012年12月尚无可供参考的试验方法。因此，首先需要对直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法进行研究，为后续研究提供基础。

图1为《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》试验过程流程图；

图2为滴水法试验的原理图；

图3为直流瓷绝缘子电腐蚀区域各参量的定义；

图4为采用《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》试验方法试验结果与现场电腐蚀情况对比图。

2021年6月24日，《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》获得第二十二届中国专利优秀奖。 2100433B

《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》的直流瓷绝缘子铁帽锌环的设计方法，具体实施步骤如图1所示

1）清洗瓷绝缘子表面污垢，放置阴凉处干燥，避免阳光直射；

2）为了便于铁帽加速电腐蚀试验的开展，使用强力胶将铜片贴至绝缘子表面，短接绝缘子下表面和部分上表面的爬距，铜片电极与铁帽间应的距离为5~8厘米，这一距离指的是沿绝缘子表面从铜片电极至铁帽的爬距值。在铜片电极上需要涂覆密封胶，防止铜片电极在水流的浸润下脱离绝缘子表面。

3）如图2所示，液体环境模拟采用滴水法。滴水法是指水滴从绝缘子正上方滴下，水流速度较慢（0~15升/小时范围内可调），水流面积较小，在绝缘子下侧的铁帽和瓷面间隙处汇聚成为比较集中的液体接触点，推荐试验时的水流速度为5~10升/小时。经分析表明，现场绝缘子带电运行时，由于大雾、毛毛雨或者冷凝的作用，在V串下侧铁帽与瓷面的缝隙处形成桥接的水滴，该处接触面较小，因此与该方法情况相似。《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》作为瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验的方法，并与现场绝缘子电腐蚀情况进行了等效性研究。

4）楚穗直流线路最早发现11基塔发生电腐蚀现象，从中选取1基塔的负极性侧4串绝缘子进行了解剖研究，结果表明年泄漏电荷量最大的绝缘子为2618库仑，该量值可以反映11基塔中电腐蚀较重的情况。中国国内外其他国家和地区的年泄漏电荷量的对比情况如表1所示。不同国家和地区绝缘子电腐蚀年均泄漏电荷量均在1500~3000库仑之间，大部分介于2400~3000库仑之间。《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》选取的年泄漏电荷量与中国国内外其他国家和地区的年泄漏电荷量基本一致。因此可以将2618库仑作为瓷绝缘子铁帽电腐蚀问题研究的参考年泄漏电荷量。

5）试验所需的泄漏电流I=2618×A/（24×60×60×B）×1000，单位为毫安，其中A为试验模拟绝缘子运行年数，B为试验所需的天数，其值根据计划确定，2618为步骤4）所述的年均泄漏电荷量。因此，在制定好试验所需的完成时间后，可以通过控制试验时泄漏电流的大小，按时完成相应计划。

6）解剖绝缘子铁帽发生电腐蚀部位，测量电腐蚀区域的长度、宽度、深度及腐蚀方向，其中电腐蚀区域的长度、宽度、深度及腐蚀方向如图3所示。图3中，腐蚀发生后的绝缘子铁帽包括铁基301，锌环302，密封件303，铁基损失区域长度L1，锌环损失区域长度L2，铁基损失区域宽度W1，锌环损失区域宽度W2和损失区域深度H1，滴水檐处为309。

为验证《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》试验方法是否与现场绝缘子电腐蚀情况具有等效性，选取无锌环绝缘子采用实时例中的试验方法进行加速电腐蚀试验（V型串悬挂，夹角为76度）。试验结果和现场绝缘子电腐蚀情况对比如表2和图4所示。由此可以看出，加速电腐蚀试验结果与现场电腐蚀情况电腐蚀区域的长度、宽度和深度相差在10%之内，因此试验结果与现场情况具有良好的等效性。

为验证《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》试验方法的可重复性，两位不同的试验者用相同的方法进行加速电腐蚀试验。试验结果如表2所示。不同试验者试验结果电腐蚀区域长度、宽度和深度的误差均在7%之内，具有良好的可重复性。

一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法专利目的

《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》的目的在于考虑上述问题而提供一种实用性强，具有较好的等效性和可重复性的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法。该发明可广泛应用于直流瓷绝缘子铁帽电腐蚀问题的试验研究。

一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法技术方案

《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法，包括有如下步骤：1）清洗瓷绝缘子表面污垢，放置阴凉处干燥，避免阳光直射；2）将铜片粘贴至绝缘子表面，短接绝缘子下表面和部分上表面的爬距，铜片电极与铁帽间应有一定的距离；3）将粘贴有铜片的绝缘子置于液体环境模拟室内，采用滴水法试验，水滴从绝缘子正上方滴下，在绝缘子下侧的铁帽和瓷面间隙处汇聚，形成比较集中的液体接触点；4）选取年均泄漏电荷量并以此为基础进行试验；5）解剖绝缘子铁帽发生电腐蚀部位，测量电腐蚀区域的长度、宽度、深度及腐蚀方向。

上述步骤2）为了便于铁帽加速电腐蚀试验的开展，使用强力胶将铜片贴至绝缘子表面。

上述步骤4）以2618库仑/年为基准年泄漏电荷量进行试验。

上述步骤4）试验所需的泄漏电流I大小为2618×A/（24×60×60×B）×1000，单位为毫安，其中A为试验模拟绝缘子运行年数，B为试验所需的天数，2618为所述的年均泄漏电荷量。

上述步骤2）中铜片电极与铁帽间距离为5~8厘米。

上述铜片电极上涂覆密封胶，防止铜片电极在水流的浸润下脱离绝缘子表面。

上述步骤3）中水流速度为5~10升/小时。

一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法改善效果

《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法可用于对直流瓷绝缘子铁帽电腐蚀问题进行研究。该发明试验方法步骤严谨、实用性强，具有较好的等效性和可重复性，可广泛应用于直流瓷绝缘子铁帽电腐蚀问题的试验研究。试验结果可用于指导瓷绝缘子铁帽电腐蚀抑制措施的研究，提高输电线路的运行安全性。该发明是一种方便实用的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法。

1.《一种直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法》特征在于包括有如下步骤：1）清洗瓷绝缘子表面污垢，放置阴凉处干燥，避免阳光直射；2）将铜片粘贴至绝缘子表面，短接绝缘子下表面和部分上表面的爬距，铜片电极与铁帽间应有一定的距离；3）将粘贴有铜片的绝缘子置于液体环境模拟室内，采用滴水法试验，水滴从绝缘子正上方滴下，在绝缘子下侧的铁帽和瓷面间隙处汇聚，形成比较集中的液体接触点；4）选取年均泄漏电荷量并以此为基础进行试验；5）解剖绝缘子铁帽发生电腐蚀部位，测量电腐蚀区域的长度、宽度、深度及腐蚀方向。

2.根据权利要求1所述的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法，其特征在于上述步骤2）为了便于铁帽加速电腐蚀试验的开展，使用强力胶将铜片贴至绝缘子表面。

3.根据权利要求1所述的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法，其特征在于上述步骤4）以2618库仑/年为年均泄漏电荷量进行试验。

4.根据权利要求3所述的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法，其特征在于上述步骤4）试验所需的泄漏电流I大小为2618×A/（24×60×60×B）×1000，单位为毫安，其中A为试验模拟绝缘子运行年数，B为试验所需的天数，2618为所述的年均泄漏电荷量。

5.根据权利要求1所述的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法，其特征在于上述步骤2）中铜片电极与铁帽间距离为5~8厘米。

6.根据权利要求1所述的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法，其特征在于上述铜片电极上涂覆密封胶，防止铜片电极在水流的浸润下脱离绝缘子表面。

7.根据权利要求1所述的直流瓷绝缘子铁帽加速电腐蚀试验方法，其特征在于上述步骤3）中水流速度为5~10升/小时。

1、测定安全帽防静电性能时，需要室内恒温恒湿。

2、测试前安全帽要不小于24h的预处理。

预处理方法：调温调湿 。 以上预处理要求可配合安全帽综合预处理箱

3、在被测试安全帽较平坦的部位平行贴敷两条电极：

电极长度：100mm±1mm 电极宽度：1mm±0.1mm

间距为10mm±0.5mm电极应平行放置 电极材料为金属箔

4、电极与安全帽之间用阻值<1KΩ的导电胶粘接。

5、.将高阻计的测量端接至电极，读取高阻计显示的电阻值。

6、交换电极重复测量一次。

7、.记录显示数值；两次测量读数的平均值即为实际测得的表面电阻率。

1、 范围

本标准规定了不锈钢三氯化铁点腐蚀试验方法的试样的制备、试验溶液、试验仪器和设备、试验条件和步骤、试验结果和试验报告。

本标准适用于评价不锈钢在6%三氯化铁溶液中的耐点蚀性能。

注：本试验方法所用的试验溶液，氧化性强，酸性强，氯离子含量较高，因此腐蚀性强。当材料在试验溶液中发生金属间化合物的溶解或有析出物时，往往会加速腐蚀。特别是合金素钛往往会加剧腐蚀。因此，用本试验方法来比较不同材料的耐点蚀性能，或者把实验数据与实际环境进行比较时，要注意本试验溶液的特性。

2、 引用标准

下列标准包含的条文，通过本标准中引用而成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T 622-1989 化学试剂盐酸

GB/T 2481.1-1998 固结磨具用磨料粒度组成的检测标记第1部分：粗磨粒F4～F220

GB/T 8170-1987 数值修约规则

GB/T 16545-1996 金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除

HG/T 3-1085-1997 化学试剂三氯化铁

ISO 11463：1995 金属和合金的腐蚀――点腐蚀的评定方法

3 、试样的制备

4、 试验溶液

5 、试验仪器和设备

6 、试验条件和步骤

7 、试验结果

8 、试验报告

附录A ：（标准的附录）

ISO 11463：1995 金属和合金的腐蚀――点蚀评定方法

附录AA ：（提示的附录）

用显微镜测量方法的重现性

附录AB ：（提示的附录）

参考文献：

2100433B