CN114324432A - 一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电网检测领域，涉及一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法，包括：在已知铜元素含量的金具上镀上厚度不等的镀银层，利用手持式合金分析仪在同一位置分别对金具铜元素含量和镀银层厚度进行测量，采集镀银层厚度值和对应的铜元素含量测量值，建立镀银层厚度值与铜元素含量测量值之间的关系；对具有表面镀银层的、未知铜含量的金具的镀银层厚度、铜含量进行测量，基于上述镀银层厚度值与铜元素含量测量值之间的关系，对铜含量的测量值进行修正，确定铜含量是否低于目标值。本发明实现了在不去除变压器套管接线端子表面镀银层，保持其表面导电性不被破坏的情况下，完成对接线端子铜元素含量的现场准确测量。

Description

一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法

技术领域

本发明属于电网检测领域，具体涉及变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的可行性研究。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

根据《国家电网有限公司十八项电网重大反事故措施》中9.5.3条规定，110(66)kV及以上电压等级变压器套管接线端子(抱箍线夹)应采用T2纯铜材质热挤压成型，禁止采用黄铜材质或铸造成型的抱箍线夹。隔离开关、电流环互感器、电压互感器、电抗器和电容器的接线端子质量判定依据GB/T2314-2008《电力金具通用技术条件》5.5条规定，以铜合金制造的金具，其铜含量应不低于80％。

由于技术原因，变压器套管接线端子到货时就已经进行了镀银层的涂覆。在变电站现场检测中，检测人员一般的做法是将接线端子表面的镀银层彻底打磨掉之后再进行元素成分的检测，这种做法虽然能够在一点上得到较为准确的测量结果，但却破坏了接线端子表面的导电性，与质量管控的初衷背道而驰，也不便于对分散的各点进行测量后取平均值，当接线端子存在成分偏析时，难以获得准确的测量结果。

镀银层厚度的测量方法较多，根据在测量过程中基体材料有无损坏分为有损检测法与无损检测法2大类。其中有损检测法有金相显微法、电解法、化学溶解法(点滴法、液流法、称量法)等多种，其中金相显微法是最直观、有效的检测方法；无损检测法有β射线法和X射线荧光法等。X射线荧光法可对多层镀膜的各层镀膜分别进行成分和膜厚的分析，在科研和生产各领域得到广泛应用。一般采用X射线荧光法测量镀银层厚度，当能量足够高的射线束照射被测试样，就能激发试样表面原子发出荧光。如果被测试样表面存在镀层，荧光在穿过镀层的过程中会衰减。镀层厚度这个参量就是考虑到初级辐射和X射线荧光在覆盖层内存在的吸收衰减问题，而这种吸收衰减有1个临界的镀层深度，超过这个临界深度任何辐射光子基本被吸收。通常，这一临界透过深度随着镀层的组成和密度变化而变化，同时随着初级辐射和荧光辐射能力的变化而变化。因此，实际检测中，由于镀层的存在，导致采用手持式合金分析仪对变压器套管接线端子铜含量的测量存在一定偏差，难以满足目前的精确测量的要求。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种具有表面镀银层的金具中铜含量的检测方法，本发明实现了在不去除变压器套管接线端子表面镀银层，保持其表面导电性不被破坏的情况下，利用手持式合金分析仪(XRF)仍能准确检测出接线端子的铜含量是否符合标准要求。不仅限于变压器套管接线端子，采用该方法还可以对其他所有带镀层部件的元素成分进行无损测量，具有十分广阔的应用前景。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法，包括：

在已知铜元素含量的金具上镀上厚度不等的镀银层，利用手持式合金分析仪在同一位置分别对金具铜元素含量和镀银层厚度进行测量，采集镀银层厚度值和对应的铜元素含量测量值，建立镀银层厚度值与铜元素含量测量值之间的关系；

对具有表面镀银层的、未知铜含量的金具的镀银层厚度、铜含量进行测量，基于上述镀银层厚度值与铜元素含量测量值之间的关系，对铜含量的测量值进行修正，确定铜含量是否低于目标值。

研究发现：当镀层是银时，采用Bruke手持式合金分析仪时，所对应的临界镀层深度约为60～80μm，而接线端子镀银层的厚度恰好比临界镀层深度小，这就决定了接线端子带镀层成分检测在理论上可行。实际应用中，在进行带镀层测量时，由于荧光的衰减，在对测量结果进行归一化处理后，发现所测得的铜元素含量比实际的要低一些，镀银层厚度越大，这种现象就越明显，这是由于因为银谱线对铜谱线有吸收作用。因此，本发明提出根据不同的镀银层厚度值对铜元素含量测量值进行修正，从而得到较为准确的铜含量测量值。

本发明的第二个方面，提供了一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的系统，包括：手持式合金分析仪。

需要说明的是，采用上述系统进行铜含量的带镀层检测的关键在于：

1)确保镀银层厚度测量结果的准确性。

2)研究不同镀银层厚度值对铜元素含量测量值的影响，获得两者之间的数值对应关系。

本发明的第三个方面，提供了一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的数据库，所述数据库存储有镀银层厚度值、以及与之对应铜元素含量测量值、铜含量修正值。

本发明的第四个方面，提供了上述的系统在金具无损检测中的应用。

本发明的第五个方面，提供了上述的系统在金具质量检测中的应用，所述金具为铜合金制造。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明研究了手持式合金分析仪(XRF)测量镀银金具的测量值之间的对应关系，以及不同镀银层厚度与铜元素含量两者测量值之间的对应关系，对带镀层测得的铜元素含量值进行合理的修正，从而获得较为准确的铜元素含量测量值。

(2)本发明实现了在不去除变压器套管接线端子表面镀银层，保证其表面导电性不被破坏的情况下，完成对接线端子铜元素含量的现场准确测量。

(3)本申请的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法，包括：

在已知元素成分的接线端子上电镀厚度不等的镀银层，在不去除变压器套管接线端子表面镀银层的情况下，利用手持式合金分析仪(XRF)对接线端子的元素成分和镀银层厚度分别进行测量，研究不同镀银层厚度范围对元素成分测量结果的影响，根据镀银层厚度与元素成分之间的关系对后者进行合理的修正。

需要特别说明的是，测量过程中，厚度和含量是在同一个点测的，只改换模式，选择采用厚度模式还是成分模式。

在一些实施例中，所述金具为变压器套管接线端子。

在一些实施例中，所述金具为隔离开关、电流环互感器、电压互感器、电抗器或电容器的接线端子。

在一些实施例中，所述镀银层厚度范围为2～20mm。

在一些实施例中，铜含量的范围为0％～100％。

在一些实施例中，采用多点测量取平均值的方法进行测量。

本发明的技术路线如下：

镀银层测厚：制样→镀银→测厚；

铜元素含量测量：测量→查表→插值计算

本发明维持变压器套管接线端子表面镀银层的完整性，确保导电性能不会因为测量的实施而有所降低。

在一些实施例中，本申请的待测金具还可以是镀锌、镀锗、镀锡合金等各种合金材料，采用本申请的方法都可以获得较好的测试效果。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

实施例1：

本实施例中各实验原料皆为市售的H59黄铜；

步骤1)：在已知铜元素含量的接线端子上镀上厚度不等的镀银层，在不去除变压器套管接线端子表面镀银层的情况下，利用手持式合金分析仪(XRF)对接线端子铜元素含量进行测量，研究不同镀银层厚度值对铜元素含量测量值的影响，建立镀银层厚度与铜元素含量测量值之间的关系，本申请中根据镀银层厚度常见范围，建立了几十组对应关系，如表1所示，以满足对H59黄铜的测试要求。

步骤2)：对具有表面镀银层的、未知铜含量的待测金具的镀银层厚度、铜含量进行测量，记录测得镀银层厚度值A₁与铜元素含量C₁；

步骤3)：根据镀银层厚度值A₁的大小在表1中找到其位于哪两个Ag层厚度之间，例如：测得的厚度值A₁＝3.0，则其位于2.599(记为A₀，对应的铜含量测量值C₀为54.47)、3.280(记为A₂，对应的铜含量测量值C₂为52.43)这组数据之间，然后采用差值比例法对铜元素含量C₁进行换算，求得铜含量的目标值C_T，具体公式如下：

(A₁-A₀)/(C_T-C₀)＝(A₂-A₁)/(C₂-C_T)；

步骤4)：将求得的目标值C_T与测得铜元素含量C₁进行归一化处理(具体方法可参照专利CN112945940A中的归一化方法)，得到目标值(换算值)C_T’，铜元素含量(换算值)C₁’。

步骤5)：目标值(换算值)C_T’，铜元素含量(换算值)C₁’大小进行比较，若C₁’≥C_T’，则判定待测金具的铜含量达到要求，反之则判定为不合格。

具体测试结果如表1所示：

表1镀银层厚度与铜含量关系表

由上述实际测量结果可知：本申请能够满足未知金具铜含量是否达标(例如大于59％)的鉴别要求，具有较强的使用、推广价值。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法，其特征在于，包括：

在已知铜元素含量的金具上镀上厚度不等的镀银层，利用手持式合金分析仪在同一位置分别对金具铜元素含量和镀银层厚度进行测量，采集镀银层厚度值和对应的铜元素含量测量值，建立镀银层厚度值与铜元素含量测量值之间的关系；

对具有表面镀银层的、未知铜含量的金具的镀银层厚度、铜含量进行测量，基于上述镀银层厚度值与铜元素含量测量值之间的关系，对铜含量的测量值进行修正，确定铜含量是否低于目标值。

2.如权利要求1所述的变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法，其特征在于，所述金具为变压器套管接线端子。

3.如权利要求1所述的变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法，其特征在于，所述金具为隔离开关、电流环互感器、电压互感器、电抗器或电容器的接线端子。

4.如权利要求1所述的变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法，其特征在于，所述镀银层厚度范围为2～30mm。

5.如权利要求1所述的变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法，其特征在于，铜含量的范围为0％～100％。

6.如权利要求1所述的变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的方法，其特征在于，采用多点测量取平均值的方法进行测量。

7.一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的系统，其特征在于，包括：手持式合金分析仪。

8.一种变压器套管接线端子带镀层检测铜含量的数据库，其特征在于，所述数据库存储有镀银层厚度值、以及与之对应铜元素含量测量值、铜含量修正值。

9.权利要求7所述的系统在金具无损检测中的应用。

10.权利要求7所述的系统在金具质量检测中的应用，其特征在于，所述金具为铜合金制造。