[发明专利]一种导线综合因素老化试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及导线试验装置，尤其涉及一种导线综合因素老化试验装置。

背景技术

尽管碳纤维复合芯导线具有复合材料固有的耐腐蚀性较好的特点，但是当其暴露在高温、高湿、紫外线、臭氧、微风震动、酸雨腐蚀、雨雪冰冻等环境中，老化依然会发生，尤其是碳纤维复合芯导线的结构决定了碳纤维复合芯与外包的铝股之间难免有一些摩擦，在铝股通电时，也可能会对碳纤维复合芯造成电偶腐蚀，在长期的运行过程中，碳纤维复合芯在电压、拉力、扭力、自然环境老化等综合作用下的性能可能会大大降低甚至失效。从发展较为成熟的复合绝缘子的应用情况来看，总的来说运行部门对复合材料的信任度不高，因此运行部门对复合材料的老化性能特别关注，尤其是新式复合材料，由于老化方面的试验研究数据不足，众多运行部门对碳纤维复合芯导线的综合因素老化性能持保留意见态度，如果依靠已经挂网运行的碳纤维复合芯导线来对其综合因素老化性能进行验证，是不科学、不安全的，也会限制碳纤维复合芯导线的大规模推广应用。

从我国自主研发的碳纤维复合芯导线应用情况来看，我国的应用时间不长，对碳纤维复合芯导线的性能研究才刚刚起步，尤其是对实际工况下长时间运行各项性能的研究还基本处于空白阶段，这就造成对实际运行中的碳纤维复合芯导线的性能掌握与运行维护缺乏指导性的数据，碳纤维复合芯导线在严酷自然环境下的运行性能和周期寿命等关键问题都还是一个未知数。如果能够对于上述自然环境下碳纤维复合芯导线的综合因素老化性能进行全面深入的研究，特别是与实际运行状态一致的试验研究——主要指材质的影响（如：导电铝股对碳纤维芯棒的影响、环境因素对碳纤维芯棒的影响），则对在严酷自然环境下运行的碳纤维复合芯导线的性能优化和推广应用具有重要的指导意义，对于电网安全运行意义重大。此外，通过碳纤维复合芯导线综合因素老化试验研究，可以为其他复合材料设备（如：复合材料塔材、复合材料支柱绝缘子、复合材料套管）综合因素老化性能实验研究提供参考和依据。

碳纤维复合芯导线在国内的起步较晚，华北电力科学研究院作为国内第一家掌握碳纤维复合芯导线关键技术和生产工艺，并建立国内第一条碳纤维复合芯导线生产线的企业，在研发应用阶段，已经开展了部分碳纤维复合芯导线的耐老化性能研究，包括冷热循环试验、紫外老化试验、盐雾老化试验等。

然而，在研发阶段所进行的老化性能试验均为单一条件或一两个条件综合作用下的耐老化性能研究，与实际情况相一致的施加工频电压与预定张力并考虑众多自然环境影响因素的综合因素老化性能研究较少，尚无权威性结论。

根据国内目前一些厂家和科研院所的试验研究情况，碳纤维复合芯导线在单一因素下的老化性能大多都获得了肯定，但是其在实际运行中可能遭受的综合因素老化还没有涉及。

现有技术一的技术方案：紫外光辐照试验是模拟日照中的紫外线，以考察对碳纤维复合芯造成的老化。比较经过紫外光照射和未经过紫外光照射的复合芯试品的抗弯曲性能和抗压扁性能，其中紫外光照射试品分为带铝股复合芯和不带铝股复合芯，以考察铝股对复合芯的遮挡作用。紫外光辐照过程：4小时紫外光辐照与4小时冷凝过程循环进行，循环过程共计15日。初始的紫外光辐照度为0.119毫瓦/平方厘米，随着紫外灯的老化，最终紫外光辐照度衰减为0.067毫瓦/平方厘米。试品长度为100mm，直径D为7.5mm，试验跨距为6D（45mm）。现有技术一的碳纤维复合芯导线长期暴露在野外，运行环境复杂，在额定电压作用下要经受拉力、微风震动、紫外辐照、化学腐蚀、雨雪冰冻等各种严酷自然环境的考验，而紫外光辐照试验只能模拟现实工况下的单一因素下的老化，不能全面的考虑到多因素综合情况下的老化。

现有技术二的技术方案：冷热循环试验条件：将碳纤维复合芯试品置于零下25℃的环境下48小时，然后再将试品取出置于室温环境下24小时，如此冷热循环多个周期。试品长度为100mm，直径D为7.5mm，试验跨距为6D（45mm），经复合芯弯曲破坏试验得出结论：经冷热循环的试品，复合芯弯曲破坏力平均值为2.50kN；未经冷热循环的试品复合芯弯曲破坏力平均值为2.30kN。现有技术二碳纤维复合芯导线长期暴露在野外，运行环境复杂，在额定电压作用下要经受拉力、微风震动、紫外辐照、化学腐蚀、雨雪冰冻等各种严酷自然环境的考验，而冷热循环试验只能模拟现实工况下单一因素下的老化，不能全面的考虑到多因素综合情况下的老化。

综上可见，如何设计一种适用于碳纤维复合芯导线的综合因素老化性能检测方案的老化试验设备，这是本领域的技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容