CN112161919B - 一种测试电缆铝护套电化学腐蚀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试电缆铝护套电化学腐蚀的方法，包括以下步骤：步骤一：截取电缆线，在电缆线的任一中间位置剥除铝护套外层的防护套，所述剥除的区域小于电缆线任一段的环节面积；步骤二：将步骤一处理的电缆线与电化学装置连接用作电极端进行电流穿孔测试，其中，所述电缆线上裸露的铝护套完全浸渍在电解质溶液中。本发明通过对电缆线进行开孔处理，将电缆线的铝护套层裸露出来直接用作电化学装置的电极端，这种采用实景模拟的情况能够同时考虑管套的曲面结构，与实际情况相符，所获得测试结构更具准确性和代表性。
Description
技术领域
本发明属于电缆安全性测试领域，具体涉及一种测试电缆铝护套电化学腐蚀的方法。
背景技术
随着电气化铁路的飞速发展，电气化铁路输电电缆的故障案例数量不断增多。其中，电缆铝护套腐蚀是造成故障的原因之一。
当电缆外护套破损后，埋地电缆铝护套在外护套破损点直接接地，铝护套表面流出电流，该电流将加速电缆铝护套的腐蚀，直至铝护套腐蚀穿孔。穿孔受损后的铝护套会进一步影响穿孔位置的主绝缘，导致绝缘失效，发生电缆击穿故障。因此，研究在电缆外护套破损后，铝护套直接接地时的电化学腐蚀行为对电缆腐蚀状态评估具有指导性意义。
但是现有技术中，对铝护套的腐蚀性评估主要采用两平板电极进行试验，在两平板电极间施加一定电流，测定金属腐蚀速率。但因电缆铝护套为波纹圆筒状，实际腐蚀过程与板电极腐蚀过程有差异，因此，运用板电极不能完全模拟电缆铝护套的腐蚀过程。
发明内容
针对现有技术中未充分考虑电缆的曲面弧度对腐蚀速率的影响，本发明提出一种利用电缆线的固有结构测试电缆铝护套电化学腐蚀的方法。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种测试电缆铝护套电化学腐蚀的方法，包括以下步骤：
步骤一：截取电缆线，在电缆线的任一中间位置剥除铝护套外层的防护套；
步骤二：将步骤一处理的电缆线与电化学装置连接用作电极端进行电流穿孔测试，其中，所述电缆线上裸露的铝护套完全浸渍在电解质溶液中。
作为本发明的进一步改进，所述剥除的防护套在垂直于电缆线轴向方向上所对应的最大弧度为10°-20°。
作为本发明的进一步改进，所剥除的防护套展开后的平面形状为圆形。
作为本发明的进一步改进，步骤二中，将电缆线的一端与电化学装置相连，另一端的端面用密封材料做封端处理。
作为本发明的进一步改进，所述电化学装置与铝护套相连。
作为本发明的进一步改进，步骤二中，所述电缆线裸露的铝护套与另一端的电极相对设置。
作为本发明的进一步改进，另一端所述的电极选用的是石墨电极。
作为本发明的进一步改进，所述的电解质溶液选用与电缆铺设环境相同的液体。
作为本发明的进一步改进，所述电化学装置中所使用的电源为小于10A的交流电源。。
本发明的有益效果：本发明通过对电缆线进行开孔处理，将电缆线的铝护套层裸露出来直接用作电化学装置的电极端，这种采用实景模拟的情况能够同时考虑管套的曲面结构，与实际情况相符，所获得测试结构更具准确性和代表性。
附图说明
图1为开孔后的电缆结构示意图，
图2为穿孔测试时的连接的电化学装置结构图；
其中：1-电源，2-电流表，3-电极板，4-电缆线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例
步骤一：电缆线预处理
选取直径为105mm，截面积为800mm2的110kV电缆作为试验材料，如图1所示，截取一段合适长短的电缆线4，对电缆进行开孔，剥除铝护套外层的一块直径为22mm的圆形孔。之后将电缆的一端用如硅橡胶、石蜡等密封材料进行密封。
步骤二：电缆穿孔测试
如图2所示，首先连接测试装置，将处理后的电缆线4和电极板3用作电化学装置的电极，分别与电化学装置电源1的两端相连。连接时，电缆线的密封端插入电解质溶液中，且将所开圆孔完全浸渍在电解质溶液中，同时电缆线的开孔区域正对电极板，两者处于等高的位置。所采用的电源1为可调直流电源，可通过连接在装置中的电流表2对电流的大小进行控制。
另在本发明的实施例中，所述电解质溶液模拟的是沿海地区电缆铺设的环境中的这种腐蚀性最强的液体，故采用的是质量分数为3.5％NaCl溶液。
在本实施例中，另一侧的电极板3选用的是石墨板。
测试时，控制电流的波形和大小恒定，按照设定的间隔时间观察的铝护套的表面，查看是否产生腐蚀孔。观察的时间间隔根据实验的进程调节，越到后期，时间间隔越短。
对比例
选取与实施例开设相同尺寸的电缆线的外层剥除，沿轴线长度方向剖开展开为平面结构，并在展开后的铝护套的背面做绝缘处理。之后采用与实施例相同的步骤方法进行测试。
结果验证
表1为以下各对照组中，实施例和对比例中路护套发生腐蚀穿孔的时间。
表1
| 序号 | 电流参数 | 实施例 | 对比例 | 时间差 |
| 1 | 0.26A/cm<sup>2</sup> | 10h | 9.6h | 0.4h |
| 2 | 0.66A/cm<sup>2</sup> | 4.25h | 4.04h | 0.21h |
| 3 | 1.32A/cm<sup>2</sup> | 2h | 1.8h | 0.2h |
| 4 | 1.97A/cm<sup>2</sup> | 1.27h | 1.18h | 0.09h |
经测试，采用实施例中发生腐蚀穿孔所需要的时间与对比例中发生腐蚀穿孔所需要的时间具有一定的时间差，且随着电流密度的减少时间差随之拉大，由此可知平面状态下测试的结果并不能准确反映具有曲面结构的电缆的腐蚀过程。相比之下采用本发明的方法，使得电缆线以更加贴近真实的情况下模拟化学腐蚀的过程，所获得的结构更加的准确真实。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种测试电缆铝护套电化学腐蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：截取电缆线，在电缆线的任一中间位置剥除铝护套外层的防护套；
步骤二：将步骤一处理的电缆线与电化学装置连接用作电极端进行电流穿孔测试，其中，所述电缆线上裸露的铝护套完全浸渍在电解质溶液中；所述的电解质溶液选用与电缆铺设环境相同的液体；
所述剥除的防护套在垂直于电缆线轴向方向上所对应的最大弧度为10°-20°；
所剥除的防护套展开后的平面形状为圆形结构；
步骤二中，将电缆线的一端与电化学装置相连，另一端的端面用密封材料做封端处理；
步骤二中，所述电缆线裸露的铝护套与另一端的电极相对设置。
2.根据权利要求1所述的测试电缆铝护套电化学腐蚀的方法，其特征在于：所述电化学装置与铝护套相连。
3.根据权利要求1所述的测试电缆铝护套电化学腐蚀的方法，其特征在于：另一端所述的电极选用的是石墨电极。
4.根据权利要求1所述的测试电缆铝护套电化学腐蚀的方法，其特征在于：所述电化学装置中所使用的电源为小于10A的交流电源。
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