[发明专利]一种复合材料电缆桥架寿命评估方法

说明书

本发明涉及一种复合材料电缆桥架寿命评估方法：在多个不同的温度下进行复合材料电缆桥架的老化实验，测得各温度T下，所述复合材料电缆桥架在不同热老化时间t下的弯曲强度保留率f(t)，根据公式f(t)＝‑f₀+blog(t)，得出各温度T下，材料的初始弯曲强度保留率‑f₀及老化速率常数b的数值；根据公式f(t)＝‑f₀+blog(t)，令f(t)＝0.5，得出各温度T下所对应的老化终点时间τ的数值；根据公式lnt＝A+B/T，并结合不同温度T及不同温度T下的老化终点时间τ，得出常数A和常数B的数值，其中公式中的t对应老化终点时间τ；根据公式lnt＝A+B/T，令T为复合材料电缆桥架的工作温度，得出其在不同工作温度下对应的寿命终点时间。

技术领域

本发明涉及电缆桥架技术领域，尤其涉及一种复合材料电缆桥架寿命评估方法。

背景技术

随着电气化、自动化的高度发展，特别是配电方式的改变，地沟直埋和支架敷设电缆以满足不了使用要求，取而代之的是一种造价低、施工块、配线灵活、便于装卸更换、不受位置限制、同时又美观的电缆桥架，桥架作为一个支撑和安放电缆的支架，只要工程需要铺设电缆就会用到桥架。复合材料电缆桥架既有金属桥架的刚性，又有玻璃钢桥架的韧性，防腐性能好，机械强度高，防火性能强，抗老化性能强，造型美观，安装方便、可设计性强、可减少零件数量和装配工作量、使用寿命长、有利于降低成本等众多优点。广泛应用于石油、化工、电力、轻工、电视、电讯等方面。对人类生活意义重大，复合材料电缆在电缆行业的重要性不可以替代，除了可以对电线起到输送的作用，同时还具备电力输送的作用，可以有效的保证电流正常流通。但在长期运行过程中，会遭受电、热和环境等应力因子的联合作用，其机械性能逐渐下降，无法承载电缆的重量，最终导致桥架失效断裂。可见，复合材料电缆的状态是决定电缆可靠运行或使用寿命的关键因素之一。因此，掌握复合材料电缆的老化规律，正确有效地评估其使用寿命，是保证输电安全、可靠、经济运行的重要手段。

因此，需要对复合材料电缆桥架的可靠性进行一定的研究，目前，由于其使用经验还不丰富，人们对复合材料电缆桥架在环境条件下使用的耐久性还持有异议，需要对复合材料电缆桥架的使用寿命进行预测，但是对于复合材料电缆桥架的老化和使用寿命的研究报道较少。

一般非金属材料在自然条件下老化需要几年甚至几十年的时间，为了在不改变非金属材料老化机理的条件下，通过加速老化试验(常用的老化测试包括：氙弧灯老化试验、紫外老化试验、空气热老化试验、臭氧老化试验、臭氧试验、自然气候暴晒试验、碳弧灯老化、盐雾测试、高低温试验等等)，可以在较短的时间内获取材料的老化数据(老化可参考数据，机械性能包括：拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、撕裂强度、压缩永久变形、冲击强度等；理化性能包括：红外、热重、氧化诱导期等)，作为一种评估非金属材料可靠性的办法。

传统的寿命评估方法主要是通过试验建立断裂伸长率的变化与剩余寿命的关系。而由于复合材料桥架的功能是起承载作用，所以弯曲强度是复合材料桥架的重要指标，若以断裂伸长率建立复合材料桥架寿命模型，必然会存在偏差，无法有效的反应桥架的使用寿命。且复合材料具备钢一样的强度，所以材料的断裂伸长率相对较低，即使在加速老化过程中，该参数变化量极小，难以捕捉性能下降的规律，评估方法困难。此外，根据GB/T 1447-2005《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》的标准，拉伸试样尺寸比弯曲试样大，在寿命评估过程中，需要更多材料，增加评估成本。且拉伸性能测试中，需要对夹持位置进行保护，粘贴加强片，但是在测试过程中，容易松动，影响测试数据，为了评估的准确性，必然需要进行重测，工作效率低。