鋁絞線電線電纜內(nèi)部導(dǎo)體氧化腐蝕壽命的基礎(chǔ)研究

近年來，由于鋁線的內(nèi)部腐蝕，不時(shí)發(fā)生斷線事故，引起了人們的關(guān)注。鋁線由鋁單線和鋼絞線組成。由于海鹽顆粒，使不同的金屬接觸，從而大大加速了腐蝕的進(jìn)程。因此，鋁絞線樣品，在污染嚴(yán)重的地方，電線的壽命不是由熱老化決定的，而是由電線內(nèi)部的腐蝕決定的。同時(shí)，由于腐蝕是由內(nèi)部的鋁單線引起的，這與金屬線的熱老化現(xiàn)象不同，其特征是它不會(huì)在一定程度上降低所有單線的拉伸強(qiáng)度。為了應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的電力需求，配電設(shè)備的建設(shè)將迎來廣泛使用的時(shí)代。隨著權(quán)力自由化的激烈競(jìng)爭(zhēng)，設(shè)備需要盡可能長(zhǎng)時(shí)間地使用。為了延長(zhǎng)設(shè)備的更換期限，人們進(jìn)行了各種討論。本文介紹了架空輸電設(shè)備中使用的鋁電線，并進(jìn)行有關(guān)延長(zhǎng)鋁電線更換期限的研究。

1 、簡(jiǎn)介

盡管存在用于更換電線的幾種標(biāo)準(zhǔn)，但是所有這些標(biāo)準(zhǔn)都是基于電線的機(jī)械強(qiáng)度（拉伸強(qiáng)度）的降低來確定的。一種是在單線焊接過程中將導(dǎo)線橫截面積減少10％，另一種是由于熱老化而使拉伸強(qiáng)度降低10％。人們長(zhǎng)期研究電線的熱老化現(xiàn)象。電容和允許的溫度取決于這種熱老化現(xiàn)象。

自2001年以來，日本西部電力公司就“電線內(nèi)部的腐蝕”進(jìn)行了各種研究。在解釋這種腐蝕的機(jī)理和老化的過程的同時(shí)，根據(jù)電線的老化現(xiàn)象繪制了腐蝕圖。圖片正在計(jì)劃更換電線。制作腐蝕圖時(shí)，需要更換電線的標(biāo)準(zhǔn)。西部電力公司參照“熱老化壽命''的思想，采用了“將內(nèi)部單線的抗拉強(qiáng)度降低10％''的方法。如上所述，內(nèi)部腐蝕將首先導(dǎo)致內(nèi)部單線的強(qiáng)度降低。為了安全起見，替代標(biāo)準(zhǔn)必須有一定的余量。這次，為了探索重新評(píng)估該標(biāo)準(zhǔn)的可行性，正在進(jìn)行基礎(chǔ)研究。

2、測(cè)試方法

（1）試驗(yàn)方法

為了確定替換標(biāo)準(zhǔn)，您必須首先了解電線本身的壽命（電線老化后如何失去其功能）。盡管過去的研究還研究了由于電線內(nèi)部腐蝕而引起的老化進(jìn)程，但作為電線，在功能喪失之前，該領(lǐng)域尚無必要的數(shù)據(jù)，因此尚未進(jìn)行任何實(shí)驗(yàn)。因此，這次，在先前未進(jìn)行調(diào)查的區(qū)域中，決定集中精力研究腐蝕的進(jìn)展情況。

（2）試驗(yàn)設(shè)備及條件

內(nèi)部腐蝕測(cè)試使用“加速金屬絲腐蝕設(shè)備”，并且參考加速老化中使用的測(cè)試條件確定測(cè)試條件。此測(cè)試中使用的電線使用ACSR且腐蝕進(jìn)展迅速，160平方毫米，重點(diǎn)是調(diào)查4個(gè)月后沒有數(shù)據(jù)的時(shí)間段。同時(shí)，作為迄今為止尚未出現(xiàn)的測(cè)試條件，還將模擬現(xiàn)場(chǎng)微風(fēng)振動(dòng)和異常張力的外力（設(shè)備歷史記錄）添加到測(cè)試項(xiàng)目中。

3、測(cè)試結(jié)果

（1）腐蝕進(jìn)展

表示腐蝕進(jìn)展的導(dǎo)線橫截面變化如圖2所示。4個(gè)月后，腐蝕開始急劇擴(kuò)散到外層，同時(shí)，導(dǎo)線的外徑增大。老化6個(gè)月后，單根電線的外層在10m長(zhǎng)的電線樣品的3個(gè)位置斷裂。

（2）開機(jī)測(cè)試

為了掌握電線的載流特性，將電線懸掛在照片3所示的設(shè)備上，并使電流流經(jīng)變壓器以研究溫度特性。允許電流在外力作用下通過導(dǎo)線6個(gè)月。當(dāng)允許電流達(dá)到電流的30％（140A）時(shí)，溫度上升到約200°C。進(jìn)一步增加激勵(lì)電流。當(dāng)通電到允許電流的50％時(shí)，放電開始，并且電線由于4分鐘后的高溫張力而斷裂。

對(duì)五個(gè)月的樣品也進(jìn)行了相同的通電測(cè)試，并通過了短期允許電流（616A）。盡管電線溫度也升高了，但并未引起電線斷裂。

4、結(jié)論與未來進(jìn)展

根據(jù)這項(xiàng)研究，我們掌握了4個(gè)月后ACSR160mm2電線腐蝕老化的過程，同時(shí)，我們可以了解電線在5~6個(gè)月期間的壽命。很明顯，ACSR160mm2鋼芯鋁絞線內(nèi)部單線的抗拉強(qiáng)度降低了10％，相當(dāng)于1.5個(gè)月的腐蝕狀態(tài)。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，可以考慮更改電線更換標(biāo)準(zhǔn)。

然而，隨著金屬絲腐蝕的進(jìn)行，其電阻增加，并且即使與被腐蝕的金屬絲流過相同的電流，金屬絲的溫度也會(huì)升高。因此，在重新評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不能忽略溫度的影響。同時(shí)，考慮到溫度對(duì)電線松弛的影響不容忽視，將對(duì)該問題進(jìn)行進(jìn)一步的研究。