一种用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置及方法与流程

本发明专利涉及混凝土的耐久性检测，具体涉及一种用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置及方法。

背景技术：

1、随着国民经济的不断增长，人们对电力的需求越来越高，供电水平的高低直接影响着人们的生活质量和国家经济的发展，电力供给不足将严重制约国家经济的发展。因此，供电安全和稳定运行，对人民生活和国家经济的发展尤为重要，而输电塔是电力输送系统的重要组成部分，其基础混凝土的耐久性直接影响到输电塔的稳定性和安全性，因此，输电塔基础混凝土的耐久性是输电塔工程中的重要问题之一，十分必要通过对输电塔基础混凝土耐久性的研究，以了解影响混凝土耐久性的因素并找出最关键的因素。然而，输电塔基础混凝土受到多种因素的影响，如环境因素、化学侵蚀、混凝土材料的性能、施工工艺等，这些因素均可能导致混凝土的耐久性降低，从而影响输电塔的安全性和稳定性。

2、近年来，随着科技的发展和人们对环保意识的提高，对输电塔基础混凝土耐久性的研究越来越受到重视，许多研究人员采用不同的方法，如理论分析、试验研究、数值模拟等，对输电塔基础混凝土耐久性进行了深入研究，取得了一系列研究成果。

3、其中，混凝土交流阻抗谱的应用交为广泛，体现在对混凝土的结构研究、材料性能评估、环境污染监测等方面。混凝土阻抗检测是一种无损检测技术，可以用于检测混凝土结构的完整性、均匀性以及内部缺陷。混凝土交流阻抗谱是指通过测量混凝土在交流电场中的阻抗变化来研究混凝土材料性能的方法，通常通过测量混凝土试样在不同频率下的阻抗变化来实现；主要用于研究混凝土的孔隙结构、电导率、离子扩散等电学性质，并通过交流阻抗谱图来表示。混凝土交流阻抗谱的解析通常涉及到等效电路模型的建立和参数估计，通过建立等效电路模型，可以将混凝土试样的阻抗变化表示为一个复杂的阻抗，然后通过参数估计，得到这个复杂阻抗的参数值，从而进一步了解混凝土的电学性质。

4、但是由于输电塔基础混凝土在完成浇筑后埋置在地下，难以对其进行检测，因此本发明提供了一种用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置及方法。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，解决输电塔基础混凝土在完成浇筑后埋置在地下，难以对其进行阻抗检测并无法及时掌握混凝土耐久性变化的问题，本发明提供了一种用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置及方法，具体技术方案如下：

2、一种用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置，包括混凝土结构本体，所述混凝土结构本体内设置有若干个沿横向和纵向叠放的不锈钢管架；所述不锈钢管架采用直径为5cm、管壁厚为0.5cm的不锈钢管搭制而成，且每根不锈钢管的一端均设置有预留导线，所述预留导线的另一端漏出地面。

3、优选地，每个所述不锈钢管架的尺寸为0.5m×0.5m×0.5m。

4、优选地，所述不锈钢管架的表面涂有导电材料。

5、还优选地，每根所述不锈钢管的两端均通过防水材料进行密封。

6、进一步优选地，每两根所述不锈钢管的交叉连接处均设置有绝缘材料。

7、一种检测方法，利用上述的用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置，具体包括以下步骤：

8、s1.采用若干根直径为5cm、管壁厚为0.5cm的不锈钢管搭制若干尺寸为0.5m×0.5m×0.5m的不锈钢管架；将若干不锈钢管架沿横向和纵向叠加，直至得到所需混凝土结构本体的尺寸；

9、s2.依次对不锈钢管架上相邻两根不锈钢管施加变频交流电压，并采集紧邻两根在测不锈钢管外侧的两根不锈钢管之间的电流，测试得出不锈钢管架上绝缘材料的阻抗谱；

10、s3.将不锈钢钢管架放置在预浇筑混凝土的基坑中并浇筑得到混凝土结构本体，并进入养护阶段；

11、s4.养护阶段结束后，采用防水材料将每根不锈钢管的两端进行封闭，且每根不锈钢管的一端均设置一根预留导线，预留导线的另一端漏出地面；待混凝土结构本体填埋后，对露出地面的预留导线端头进行保护并对每一根导线进行编号；

12、s5.依次对不锈钢管架上相邻的两根不锈钢管施加变频交流电压，并采集紧邻两根在测不锈钢管外侧的两根不锈钢管之间的电流；

13、s6.依据步骤s5中施加的变频交流电压及采集得到的电流，计算混凝土结构本体的阻抗；排除步骤s2得到的绝缘材料阻抗干扰，绘制变频交流电压的频率与混凝土结构本体阻抗的关系，并对应到混凝土结构本体的具体位置上，同时记录所得数据；

14、s7.在过渡阶段，每隔一周重复步骤s5-s6中的方法再次测量得出变频交流电压的频率与混凝土结构本体阻抗的关系，直至前后两次测量结果误差小于5％为止，将最后一次的测量结果作为下一次测量结果对比的标准值；

15、s8.在正常运维阶段，每隔半年重复步骤s5-s6中的方法测量得出变频交流电压的频率与混凝土结构本体阻抗的关系，将测量结果与上一次得出的标准值进行比较,若两组测量结果误差超过10％，则视为混凝土结构本体的性能发生改变。

16、优选地，所述步骤s3中，混凝土结构本体处于养护阶段时，每根所述不锈钢管的两端均与外接水管连接，形成冷却水回路，用于控制混凝土结构本体在养护阶段的温度。

17、本发明的有益效果是：

18、(1)本发明通过在大体积混凝土中预留若干不锈钢管架，并采用导线将不锈钢管引出地面，便于及时掌握正常运维阶段中混凝土耐久性的变化。

19、(2)本发明在养护阶段通过向不锈钢管内通入流动水，可有效控制大体积混凝土养护过程中的发热问题，保证混凝土的养护质量。

技术特征：

1.一种用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置，包括混凝土结构本体，其特征在于，所述混凝土结构本体内设置有若干个沿横向和纵向叠放的不锈钢管架；所述不锈钢管架采用直径为5cm、管壁厚为0.5cm的不锈钢管搭制而成，且每根不锈钢管的一端均设置有预留导线，所述预留导线的另一端漏出地面。

2.根据权利要求1所述的用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置，其特征在于，每个所述不锈钢管架的尺寸为0.5m×0.5m×0.5m。

3.根据权利要求2所述的用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置，其特征在于，所述不锈钢管架的表面涂有导电材料。

4.根据权利要求1所述的用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置，其特征在于，每根所述不锈钢管的两端均通过防水材料进行密封。

5.根据权利要求4所述的用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置，其特征在于，每两根所述不锈钢管的交叉连接处均设置有绝缘材料。

6.一种检测方法，利用权利要求1至5任一项所述的用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置，其特征在于，具体包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述步骤s3中，混凝土结构本体处于养护阶段时，每根所述不锈钢管的两端均与外接水管连接，形成冷却水回路，用于控制混凝土结构本体在养护阶段的温度。

技术总结
本发明提供了一种用于输电塔基础混凝土的阻抗检测装置及方法,具体涉及混凝土的耐久性检测技术领域。该检测装置包括混凝土结构本体，混凝土结构本体内设置有若干个沿横向和纵向叠放的不锈钢管架；不锈钢管架采用直径为5cm、管壁厚为0.5cm的不锈钢管搭制而成，且每根不锈钢管的一端均设置有预留导线，预留导线的另一端漏出地面。本发明通过设置预留导线，在浇筑前得出绝缘材料的阻抗值，在浇筑完成后通过预留导线得出混凝土结构本体的阻抗；排除绝缘材料阻抗值干扰后，绘制电压频率与混凝土结构本体阻抗的关系，通过分析阻抗谱图，即可了解混凝土在不同电压频率下的导电、介电和损耗特性，作为评估混凝土耐久性是否改变的依据。

技术研发人员：王仕俊,李学军,俱永升,冯燕军,田云飞,李娜,徐慧慧,白文远,张中,尤峰,王星,万炫志
受保护的技术使用者：国网甘肃省电力公司经济技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21