CN111024742A - 一种量测设备用防护材料的性能试验方法 - Google Patents

一种量测设备用防护材料的性能试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种量测设备用防护材料的性能试验方法，包括：选取多个具有典型环境气候条件的地区作为试验地区；获取所述试验地区的试验工况；在性能试验周期内，定期获取所述量测设备用防护材料在所述试验地区的运行情况；根据所述运行情况，结合试验工况，获取所述量测设备用防护材料在试验地区的性能变化数据，解决目前在环境影响试验室对量测设备用防护材料的性能试验，存在局限性的问题。

Description

一种量测设备用防护材料的性能试验方法
技术领域
本申请涉及材料性能试验领域，具体涉及一种量测设备用防护材料的性能试验方法。
背景技术
我国幅员辽阔，地理气候情况复杂，环境差异较大，国网公司业务覆盖了除南方的云南、贵州、广东、广西、海南、港澳台之外其他省市。从地理位置分布看，该范围最南至福建漳州(北纬23°30′)。最北至黑龙江漠河(北纬53°33′)，东起黑龙江抚远(东经124°20′)，西至西新疆喀什(东经75°59′)。横跨亚热带、暖温带、中温带、寒温带、高原气候区等主要自然气候区。计量设备在使用中，易受气候环境影响，介于公司业务覆盖区域的环境变化情况，量测设备在各种严酷的自然环境条件下能否可靠运行、准确计量是电力企业、用户以及行业专家高度关注的问题。
近年来，随着技术的迅猛发展以及生产生活的迫切需要，智能电能表、采集终端、电子式互感器等新型量测设备得到了广泛应用。为了保证设备的可靠运行和安全防护，其材料对环境的要求和耐受程度差异较大。国内目前仅在环境影响试验室中对电子式量测设备的壳体性能、运行特性及失效机理进行研究，而环境影响试验室的试验存在一定的局限性，并不能完整地复现量测设备在真实环境中的运行情况。因此，在相应的现场试验基地，研究量测设备的运行特性和失效条件就显得十分必要。
发明内容
本申请提供一种量测设备用防护材料的性能试验方法，解决目前在环境影响试验室对量测设备用防护材料的性能试验，存在局限性的问题。
本申请提供一种量测设备用防护材料的性能试验方法，包括：
选取多个具有典型环境气候条件的地区作为试验地区；
获取所述试验地区的试验工况；
在性能试验周期内，定期获取所述量测设备用防护材料在所述试验地区的运行情况；
根据所述运行情况，结合试验工况，获取所述量测设备用防护材料在试验地区的性能变化数据。
优选的，选取多个具有典型环境气候条件的地区作为试验地区，进一步包括：
选取高寒地区、高海拔地区、高湿热高盐雾地区，以及高干热区，分别作为试验地区。
优选的，获取所述试验地区的试验工况，包括：
获取高寒地区的环境温度；
获取高海拔地区的环境温度和海拔高度；
获取高湿热高盐雾地区的环境温度、相对温度和盐度；
获取高干热区的环境温度和年日照小时数。
优选的，在性能试验周期内，定期获取所述量测设备用防护材料在所述试验地区的运行情况，包括：
在性能试验周期内，定期获取所述量测设备用防护材料的试验样本，对所述试验样本进行试验和分析，获取如下数据：
获取所述试验样本的微观组织形貌分析数据、吸水性测定试验数据、拉伸性能测定试验数据、塑料冲击性能测定试验数据、塑料弯曲性能测定试验数据；
对在拉伸性能测定试验、塑料冲击性能测定试验，以及塑料弯曲性能测定试验后的试验样本进行微观组织形貌分析，获取分析数据。
优选的，所述试验周期，最短为五年。
优选的，根据所述运行情况，结合试验工况，获取所述量测设备用防护材料在试验地区的性能变化数据，包括：
分析实验样本在不同工况下的吸水性能、拉伸性能、冲击性能，以及变曲性能的变化趋势；
结合在不同试验后的微观组织形貌分析数据，获取所述量测设备用防护材料在试验地区的失效机理。
本申请提供一种量测设备用防护材料的性能试验方法，通过选取典型试验地区，在性能试验周期内，定期获取量测设备用防护材料在试验地区的运行情况；根据运行情况，结合试验工况，获取量测设备用防护材料在试验地区的性能变化数据，解决目前在环境影响试验室对量测设备用防护材料的性能试验，存在局限性的问题。
附图说明
图1是本申请提供的一种量测设备用防护材料的性能试验方法的流程示意图；
图2是本申请涉及的国网计量中心典型环境试验基地监测主站分布图；
图3是本申请涉及的低压计量箱典型环境试验基地户外暴露试验排布示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
图1为本申请提供的一种量测设备用防护材料的性能试验方法的流程示意图，下面结合图1对本申请提供的方法进行详细说明。
步骤S101，选取多个具有典型环境气候条件的地区作为试验地区。
选取高寒地区、高海拔地区、高湿热高盐雾地区，以及高干热区，分别作为试验地区。四个典型环境地区的全年气候变化和实际环境条件，国网公司选取了四个具有典型环境气候条件的代表地区建设了试验基地，即东北高寒的黑龙江漠河地区、西南高海拔的西藏羊八井地区、东南高湿热高盐雾的福建湄洲岛地区、西北高干热的新疆吐鲁番地区。如图2所示。
步骤S102，获取所述试验地区的试验工况。
获取步骤S101选择的。四个典型环境地区的四个实验室的试验工况，所选试验工况基本覆盖量测设备在我国实际应用中遇到的极限环境，试验工况如下：
高严寒试验工况：环境温度为-50℃～20℃；
高盐雾试验工况：环境温度为10℃～30℃，相对湿度50％RH～95％RH，盐度14kg/m3～224kg/m3；
高海拔试验工况：环境温度20℃±5℃，海拔高度约4000m；
高干热试验工况：环境温度为30℃～70℃，年日照达3000h。
步骤S103，在性能试验周期内，定期获取所述量测设备用防护材料在所述试验地区的运行情况。
性能试验周期最短为五年，量测设备用防护材料，一般为较优质的材料，具有一定的抗严寒、抗腐蚀性等，所以，如果试验周期较短，获得的量测设备用防护材料的试验数据的变化较小，不利于研究。同时，可以定期3个月获取一次量测设备用防护材料在所述试验地区的运行情况。具体的，包括；
试验人员以3个月为周期定期获取所述量测设备用防护材料的试验样本，对所述试验样本进行试验和分析，获取如下数据：获取所述试验样本的微观组织形貌分析数据、吸水性测定试验数据、拉伸性能测定试验数据、塑料冲击性能测定试验数据、塑料弯曲性能测定试验数据；对在拉伸性能测定试验、塑料冲击性能测定试验，以及塑料弯曲性能测定试验后的试验样本进行微观组织形貌分析，获取分析数据。
步骤S104，根据所述运行情况，结合试验工况，获取所述量测设备用防护材料在试验地区的性能变化数据。
分析实验样本在不同工况下的吸水性能、拉伸性能、冲击性能，以及变曲性能的变化趋势；结合在不同试验后的微观组织形貌分析数据，获取所述量测设备用防护材料在试验地区的失效机理。同时，结合典型环境试验基地月均气象趋势和已知的试验室加速老化规律等，开展典型环境试验气候条件对样条物理性能试验结果的影响及其关联性等研究。
具体应用的最佳实施例如下：
以量测设备用PC+ABS(PC和ABS这两种料合金而成的热可塑性塑胶)、SMC(复合材料，玻璃钢的一种)防护材料试验为例，选取了四个具有典型环境气候条件的代表地区建设了试验基地，即东北高寒的黑龙江漠河地区、西南高海拔的西藏羊八井地区、东南高湿热高盐雾的福建湄洲岛地区、西北高干热的新疆吐鲁番地区。
试验工况如下：
高严寒试验工况：环境温度为-50℃～20℃；
高盐雾试验工况：环境温度为10℃～30℃，相对湿度50％RH～95％RH，盐度14kg/m3～224kg/m3；
高海拔试验工况：环境温度20℃±5℃，海拔高度约4000m；
高干热试验工况：环境温度为30℃～70℃，年日照达3000h。
将低压计量箱作为量测设备，由于低压计量箱箱体面积大，且材质涵盖PC+ABS、SMC，覆盖了量测设备使用的常见材料，因此，以常见的单相九表位低压计量箱箱体为最佳试验对象进行典型环境条件下量测设备用防护材料的性能试验。选取典型环境试验基地易于暴露的外墙上分上下两排进行排布、挂装和编号，最下排箱体下沿距离地面不小于30cm，排布方式如图3所示，其中A代表PC+ABS箱体，B代表SMC箱体。
试验总时间为5年，试验人员以3个月为周期从箱体上切取样块加工成样条进行试验，第一次的试验用样条在箱体挂装前制备，每次试验记录实验数据。经计算，为保证样条试样充足，箱体数量不少于50个。每次试验所需加工样条规格和数量如下：
(1)吸水试验样条，符合GB/T 1034中方形样条的要求，5个试样为1组；
(2)拉伸性能试样，尺寸应符合GB/T 1040.2中的哑铃拉伸样条，7条试样为1组；
(3)冲击性能试样，尺寸应符合GB/T 1043.1中的要求，长度为(80±2)mm，宽度为(10.0±0.2)mm，7条试样为1组；
(4)弯曲性能试样，尺寸应符合GB/T 9341中的要求，试样尺寸为(80±2)mm×(10.0±0.2)mm×(4.0±0.2)mm，7条试样为1组。
每次试验为组合试验，具体步骤如下：
(1)用扫描电子显微镜(SEM)进行样条微观组织形貌分析；
(2)根据GB/T 1034开展吸水性测定试验；
(3)根据GB/T 1040.2开展拉伸性能测定试验；
(4)根据GB/T 1043.1开展塑料冲击性能测定试验；
(5)根据GB/T 9341开展塑料弯曲性能测定试验；
(6)用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸性能测定试验后的样条、塑料冲击性能测定试验后的样条、塑料弯曲性能测定试验后的样条进行微观组织形貌分析；
(7)整理试验数据、照片等。
试验箱体挂装第一个试验周期后(即3个月后)，试验人员按照相关标准机械提取组合试验用样条，即吸水试验样条1组(5个)、拉伸性能试样1组(7个)、冲击性能试样1组(7个)、弯曲性能试样1组(7个)。按照同于挂装前试验的路线图开展组合试验。
...
试验箱体挂装第N个试验周期后(即3N个月后)，试验人员按照相关标准机械提取组合试验用样条，并按照试验路线图开展组合试验。
…
直至第20个试验周期，即5年后全部试验结束。
试验结束后，分析样条吸水性、拉伸性能、冲击性能、弯曲性能关于时间(20个试验周期)的整体变化趋势，探究样条微观形貌表征关于时间(20个试验周期)的整体变化趋势，探究每个试验周期内样条在拉伸性能、冲击性能、弯曲性能等方面物理性能变化与其微观形貌变化上是否具有表征一致性，并结合已知的分子化学性质研究等构建典型环境条件下PC+ABS、SMC材料的失效机理。同时，结合典型环境试验基地月均气象趋势和已知的试验室加速老化规律等，开展典型环境试验气候条件对样条物理性能试验结果的影响及其关联性等研究。
本申请提供一种量测设备用防护材料的性能试验方法，通过选取典型试验地区，在性能试验周期内，定期获取量测设备用防护材料在试验地区的运行情况；根据运行情况，结合试验工况，获取量测设备用防护材料在试验地区的性能变化数据，解决目前在环境影响试验室对量测设备用防护材料的性能试验，存在局限性的问题。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种量测设备用防护材料的性能试验方法，其特征在于，包括：
选取多个具有典型环境气候条件的地区作为试验地区；
获取所述试验地区的试验工况；
在性能试验周期内，定期获取所述量测设备用防护材料在所述试验地区的运行情况；
根据所述运行情况，结合试验工况，获取所述量测设备用防护材料在试验地区的性能变化数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选取多个具有典型环境气候条件的地区作为试验地区，进一步包括：
选取高寒地区、高海拔地区、高湿热高盐雾地区，以及高干热区，分别作为试验地区。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述试验地区的试验工况，包括：
获取高寒地区的环境温度；
获取高海拔地区的环境温度和海拔高度；
获取高湿热高盐雾地区的环境温度、相对温度和盐度；
获取高干热区的环境温度和年日照小时数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在性能试验周期内，定期获取所述量测设备用防护材料在所述试验地区的运行情况，包括：
在性能试验周期内，定期获取所述量测设备用防护材料的试验样本，对所述试验样本进行试验和分析，获取如下数据：
获取所述试验样本的微观组织形貌分析数据、吸水性测定试验数据、拉伸性能测定试验数据、塑料冲击性能测定试验数据、塑料弯曲性能测定试验数据；
对在拉伸性能测定试验、塑料冲击性能测定试验，以及塑料弯曲性能测定试验后的试验样本进行微观组织形貌分析，获取分析数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试验周期，最短为五年。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述运行情况，结合试验工况，获取所述量测设备用防护材料在试验地区的性能变化数据，包括：
分析实验样本在不同工况下的吸水性能、拉伸性能、冲击性能，以及变曲性能的变化趋势；
结合在不同试验后的微观组织形貌分析数据，获取所述量测设备用防护材料在试验地区的失效机理。
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