一種評估新型接地材料性能的試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬電力系統(tǒng)接地材料領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種評估新型接地材料性能的試驗 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了抑制接地網(wǎng)的腐蝕，國際上通常使用銅材為接地材料，而由于銅材的短缺，我 國主要以鍍鋅鋼作為接地裝置材料。新型接地材料由于其結(jié)合了銅和鋼的優(yōu)點，在本世紀(jì) 初迅猛發(fā)展，先后發(fā)展出銅覆鋼、納米復(fù)合材料、鋅鎂合金鋼（銅）等類型的新型接地材料， 在國內(nèi)重大工程項目中廣泛使用。
[0003] 另外，公開號CN203535973U的中國專利《非金屬復(fù)合碳纖維鍍銅接地材料》，[0004] 但對于新型接地材料，并無明確的評價指標(biāo)，也沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可依據(jù)，其使用也存 在著一定的盲目性和爭議。有必要提出新型接地材料的性能評估方法，從而據(jù)此對各評估 指標(biāo)開展試驗研宄，為新型接地材料的選擇和使用提供指導(dǎo)，使發(fā)變電站接地系統(tǒng)工程的 實際施工更具有可操作性和規(guī)范性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種彌補了當(dāng)前規(guī)程并無 評估新型接地材料性能的試驗方法，能夠?qū)︺~覆鋼、納米復(fù)合材料、鋅鎂合金鋼（銅），以及 一些石墨類的新型接地材料開展相關(guān)評估試驗，從而為新型接地材料的選擇和使用提供指 導(dǎo)的一種評估新型接地材料性能的試驗方法。
[0006] 本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：
[0007] -種評估新型接地材料性能的試驗方法，其特征在于，包括針對新型接地材料的 電阻率和磁導(dǎo)率，熱穩(wěn)定系數(shù)，耐受沖擊大電流能力和耐腐蝕性能的測試，具體方法如下：
[0008] 測試試驗一：電阻率和磁導(dǎo)率測量試驗；
[0009] 將被測新型接地材料接入交流阻抗分析儀；根據(jù)測量電路，測得的阻抗包含內(nèi)自 阻抗和外自感；內(nèi)自阻抗Zi= R i+jXi,外自感Ze= jwL e，角頻率w = 23if,其中f為測量 頻率，氏為內(nèi)電阻，Xi為內(nèi)電抗，為外自感；在低頻時；內(nèi)阻抗主要表現(xiàn)為內(nèi)電阻，當(dāng)頻率 逐漸增加時，內(nèi)電抗逐漸接近內(nèi)電阻；其中，Hc、Hp、Lp、Lc是儀器上的四個端子，Hc，Lc是 提供電流的兩端，Hp、Lp是測量材料電壓的兩端；低頻限定為接近直流情況，限定為10Hz以 下；
[0010] 在高頻時，任意取被測新型接地材料的一個測量點（f， ZJ，Z。為測量阻抗，此時內(nèi)電阻R i(l與內(nèi)電抗X i(l相當(dāng)，因此外部電感 CN104698132A 說明書 2/4 頁
【主權(quán)項】
1. 一種評估新型接地材料性能的試驗方法，其特征在于，包括針對新型接地材料的電 阻率和磁導(dǎo)率，熱穩(wěn)定系數(shù)，耐受沖擊大電流能力和耐腐蝕性能的測試，具體方法如下： 測試試驗一：電阻率和磁導(dǎo)率測量試驗； 將被測新型接地材料接入交流阻抗分析儀；根據(jù)測量電路，測得的阻抗包含內(nèi)自阻抗 和外自感；內(nèi)自阻抗Zi=Ri+jXi，外自感Ze=jwLe，角頻率W= 2 31f，其中f為測量頻率，Ri 為內(nèi)電阻，Xi為內(nèi)電抗，為外自感；在低頻時；內(nèi)阻抗主要表現(xiàn)為內(nèi)電阻，當(dāng)頻率逐漸增加 時，內(nèi)電抗逐漸接近內(nèi)電阻；其中，Hc、Hp、Lp、Lc是儀器上的四個端子，Hc，Lc是提供電流 的兩端，Hp、Lp是測量材料電壓的兩端；低頻限定為接近直流情況，限定為10Hz以下； 在高頻時，任意取被測新型接地材料的一個測量點（f，Zn)，Zn為測量阻抗，此時內(nèi)電阻 1^與內(nèi)電抗Xi(l相當(dāng)，因此外部電感
高 頻限定為10kHz及以上； 測得的交流阻抗分別減去外自感，分別得到相應(yīng)頻率的內(nèi)自阻抗；而對單位長度的圓 柱導(dǎo)體的內(nèi)自阻抗Z可表示為：
式中1；。和〇。分別是導(dǎo)體的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率，r是圓柱導(dǎo)體的半徑，J(1和^分別是修 正的第一類零階和一階貝賽爾函數(shù)； 即可測得新型接地材料在不同頻率下的磁導(dǎo)率和電阻率； 測試試驗二：熱穩(wěn)定系數(shù)測量試驗； 通過工頻大電流實驗平臺產(chǎn)生工頻電流，并將被測新型接地材料串接一個羅氏線圈， 并接示波器后接入工頻大電流平臺；設(shè)定大電流作用時間t，當(dāng)新型接地材料樣品的截面 積為\時，逐漸提高工頻大電流幅值，直至樣品燒毀，得到此時工頻大電流有效值為I即 新型材料的
熱穩(wěn)審系數(shù)： 改變新型接地材料的截面積，重復(fù)n次上述試驗，若當(dāng)截面積為Sn時，熱穩(wěn)定系數(shù)為cn， 即得到該新型接地材料的熱穩(wěn)定系數(shù)為
測試試驗三：沖擊大電流試驗； 使用沖擊電流發(fā)生器獲得8/20ys的標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流，并將被測新型接地材料一端接一 羅氏線圈后接入沖擊電流發(fā)生器一端，被測新型接地材料另一端接到?jīng)_擊電流發(fā)生器另一 端；利用羅氏線圈得到?jīng)_擊電流幅值；當(dāng)新型接地材料樣品的截面積為SJt，逐漸增大沖 擊電流幅值，直至樣品燒毀，得到此時沖擊電流幅值為11;定義k:為耐受沖擊電流能力系 數(shù)，即為每平方米的新型接地材料耐受沖擊電流能力，則 ki= I i/Sj 改變新型接地材料的截面積，重復(fù)N次上述試驗，若當(dāng)截面積為SJt，新型接地材料的 耐受沖擊電流能力為kN，即得到該新型接地材料的耐受沖擊電流能力系數(shù)為
測試試驗四：耐腐蝕性能試驗； 將被測新型接地材料，參比電極插入土壤中，并將盛放土壤的容器和輔助電極放入電 解池中，將電解池置于25°C恒溫水浴鍋中，待腐蝕體系穩(wěn)定后測試土壤自腐蝕電位，采用恒 電位法在自腐蝕電位的±100mV范圍內(nèi)掃描極化曲線，速度為lmV/s，即可得到新型接地材 料的極化曲線； 極化曲線方程式可表示為：
E為腐蝕金屬電極的電位，I為外極化電流，E。。^%自腐蝕電位，1。。"為自腐蝕電流密 度，0a、0k為陽極和陰極過程的金屬陽極溶解的自然對數(shù)塔菲爾斜率和去極化劑還原的自 然對數(shù)塔菲爾斜率； 通過量化自腐蝕電流密度1。。"來判定新型接地材料耐腐蝕能力，腐蝕電流密度I。。"越 大，則材料腐蝕越嚴(yán)重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種評估新型接地材料性能的試驗方法，其特征在于，所述 新型接地材料包括銅覆鋼、或納米復(fù)合材料、或鋅鎂合金鋼、或鋅鎂合金銅。
【專利摘要】本發(fā)明屬電力系統(tǒng)接地材料領(lǐng)域，涉及一種評估新型接地材料性能的試驗方法,本發(fā)明提出了新型接地材料的評估性能指標(biāo)，并提出了針對各項評估指標(biāo)的試驗方法，具體是通過電阻率和磁導(dǎo)率測量試驗；熱穩(wěn)定系數(shù)測量試驗；沖擊大電流試驗；耐腐蝕性能試驗來評估材料的性能，需要同時符合上述試驗的標(biāo)準(zhǔn)才是合格的產(chǎn)品，本發(fā)明彌補了當(dāng)前規(guī)程并無評估新型接地材料性能的試驗方法，能夠?qū)︺~覆鋼、納米復(fù)合材料、鋅鎂合金鋼（銅），以及一些石墨類的新型接地材料開展相關(guān)評估試驗，從而為新型接地材料的選擇和使用提供指導(dǎo)。
【IPC分類】G01N33-00
【公開號】CN104698132
【申請?zhí)枴緾N201510091268
【發(fā)明人】文習(xí)山, 郭婷婷, 魯海亮, 楊琪
【申請人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月28日