一种计算在用钢芯铝绞线的腐蚀寿命的方法及系统与流程

本发明涉及输变电技术领域，并且更具体地，涉及一种计算在用钢芯铝绞线的腐蚀寿命的方法及系统。

背景技术：

钢芯铝绞线是我国输电线路上最常用的导线类型之一。钢芯铝绞线通过绝缘子悬挂在杆塔上，长期受到风、冰、雪和温度等气象条件的影响，还受到大气中各种污染物的侵蚀。当前还没有有效的计算钢芯铝绞线的寿命的方法，作为导体的钢芯铝绞线的寿命长短直接影响着线路的安全稳定运行，因此，有效地评估钢芯铝绞线在运行多年后的寿命至关重要。

现有计算寿命的方法和模型很多，但模型都很复杂，计算方法也繁冗；公开报道的鉴别钢芯铝绞线寿命的方法很多，最常用的方式是在实验室中采集样品进行力学和电气性能试验，通过某些力学指标的变化来鉴别线的寿命；也可在实验室通过进行加速腐蚀试验，并利用现场监测的数据推断钢芯铝绞线的寿命。在实验室进行试验受很多因素限制，操作性较差；而加速腐蚀实验由于无法准确模拟钢芯铝绞线的运行环境，不仅程序复杂，往往结果不准确。

为了准确、快速的评估钢芯铝绞线的腐蚀寿命，迫切的需要开发一种快速、准确的计算方法。

技术实现要素：

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种计算在用钢芯铝绞线的腐蚀寿命的方法，所述方法包括：

确定在用钢芯铝绞线所处地区的锌的腐蚀速率和铝的腐蚀速率；

对上述地区的两种老旧钢芯铝绞线进行取样，分别获取所述两种老旧钢芯铝绞线的镀锌层残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度以及所述两种老旧钢芯铝绞线的使用年限；

基于所述两种老旧钢芯铝绞线的镀锌层残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度以及所述两种老旧钢芯铝绞线的使用年限并且根据腐蚀寿命计算模型，计算校正因子；

对在用钢芯铝绞线的镀锌层的残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度进行测量；以及

基于在用钢芯铝绞线的镀锌层的残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度和校正因子并且根据所述腐蚀寿命计算模型，计算在用钢芯铝绞线的腐蚀寿命。

优选地，其中所述腐蚀寿命计算模型为：

$m\frac{h_1}{V_{zn}}+n\frac{1.2-h_2}{V_{Al}}=T$

其中所述m，n为校正因子，h1为镀锌层的残余厚度，h2为外层铝线的腐蚀孔深度，Vzn为锌的腐蚀速率，V_Al为铝的腐蚀速率，T为使用年限。

优选地，当外层铝线的腐蚀孔深度达到1.2mm，则确定钢芯铝绞线失效。

根据本发明的另一个方面，提供了一种计算在用钢芯铝绞线的腐蚀寿命的系统，所述系统包括：

校正因子计算单元，根据腐蚀寿命计算模型来计算校正因子；

数据输入单元，将锌的腐蚀速率、铝的腐蚀速率、在用钢芯铝绞线的镀锌层的残余厚度和外层铝线的腐蚀孔深度输入到腐蚀寿命计算模型中；以及

腐蚀寿命确定单元，根据腐蚀寿命计算模型，来计算在用钢芯铝绞线的腐蚀寿命。

优选地，其中所述腐蚀寿命计算模型为：

$m\frac{h_1}{V_{zn}}+n\frac{1.2-h_2}{V_{Al}}=T$

其中所述m，n为校正因子，h1为镀锌层的残余厚度，h2为外层铝线的腐蚀孔深度，Vzn为锌的腐蚀速率，V_Al为铝的腐蚀速率，T为使用年限。

优选地，其中所述锌的腐蚀速率和铝的腐蚀速率为在用钢芯铝绞线所处地区的锌的腐蚀速率和铝的腐蚀速率；

优选地，对上述地区的两种老旧钢芯铝绞线进行取样，分别获取所述两种老旧钢芯铝绞线的镀锌层残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度以及所述两种老旧钢芯铝绞线的使用年限并且根据腐蚀寿命计算模型，计算校正因子。

优选地，当外层铝线的腐蚀孔深度达到1.2mm，则确定钢芯铝绞线失效。

本发明的有益效果在于：

本发明主要是对在运行钢芯铝绞线进行腐蚀寿命计算，以便于快速、准确的判断钢芯铝绞线的性能与状态。打破了需要对钢芯铝绞线进行线上取样以进行型式试验来判断它的性能的传统试验方法，仅仅通过输入几个简单的参数即可迅速、准确的计算钢芯铝绞线的寿命，简单、快速、准确、经济，特别适用于在运行线路钢芯铝绞线寿命时采用。比现有的实验室加速腐蚀法和以往的数学模型法更准确、快捷、简洁，分析过程更为简便易行，具有更好的适用性和更高的精度。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1示出了根据本发明实施方式的计算腐蚀寿命的方法100的流程图；以及

图2示出了根据本发明实施方式的计算腐蚀寿命的系统200的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1示出了根据本发明实施方式的计算腐蚀寿命的方法100的流程图。如图1所示，计算腐蚀寿命的方法从步骤101开始，在步骤101确定在用钢芯铝绞线所处地区的锌的腐蚀速率和铝的腐蚀速率。

优选地，在步骤102对上述地区的两种老旧钢芯铝绞线进行取样，分别获取所述两种老旧钢芯铝绞线的镀锌层残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度以及所述两种老旧钢芯铝绞线的使用年限。其中，老旧钢芯铝绞线是指使用年限为5-15年的钢芯铝绞线。例如，5年、6年、7年、8年、9年、10年、11年、12年、13年、14年或15年。

优选地，在步骤103基于所述两种老旧钢芯铝绞线的镀锌层残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度以及所述两种老旧钢芯铝绞线的使用年限并且根据腐蚀寿命计算模型，计算校正因子。优选地，其中所述腐蚀寿命计算模型为：

$m\frac{h_1}{V_{zn}}+n\frac{1.2-h_2}{V_{Al}}=T$

其中所述m，n为校正因子，h1为镀锌层的残余厚度，h2为外层铝线的腐蚀孔深度，Vzn为锌的腐蚀速率，V_Al为铝的腐蚀速率，T为使用年限。优选地，当外层铝线的腐蚀孔深度达到1.2mm，则确定钢芯铝绞线失效。

优选地，在步骤104对在用钢芯铝绞线的镀锌层的残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度进行测量。

优选地，在步骤105基于在用钢芯铝绞线的镀锌层的残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度和校正因子并且根据所述腐蚀寿命计算模型，计算在用钢芯铝绞线的腐蚀寿命。

图2示出了根据本发明实施方式的计算腐蚀寿命的系统200的结构示意图。如图2所示，计算腐蚀寿命的系统200包括：校正因子计算单元201、数据输入单元202和腐蚀寿命确定单元203。在校正因子计算单元201根据腐蚀寿命计算模型来计算校正因子。优选地，其中所述腐蚀寿命计算模型为：

$m\frac{h_1}{V_{zn}}+n\frac{1.2-h_2}{V_{Al}}=T$

其中所述m，n为校正因子，h1为镀锌层的残余厚度，h2为外层铝线的腐蚀孔深度，Vzn为锌的腐蚀速率，V_Al为铝的腐蚀速率，T为使用年限。

优选地，在数据输入单元202将锌的腐蚀速率、铝的腐蚀速率、在用钢芯铝绞线的镀锌层的残余厚度和外层铝线的腐蚀孔深度输入到腐蚀寿命计算模型中。优选地，其中所述锌的腐蚀速率和铝的腐蚀速率为在用钢芯铝绞线所处地区的锌的腐蚀速率和铝的腐蚀速率。优选地，对上述地区的两种老旧钢芯铝绞线进行取样，分别获取所述两种老旧钢芯铝绞线的镀锌层残余厚度、外层铝线的腐蚀孔深度以及所述两种老旧钢芯铝绞线的使用年限并且根据腐蚀寿命计算模型，计算校正因子。

优选地，腐蚀寿命确定单元203根据腐蚀寿命计算模型，来计算在用钢芯铝绞线的腐蚀寿命。优选地，当外层铝线的腐蚀孔深度达到1.2mm，则确定钢芯铝绞线失效。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。