[发明专利]在役碳纤维复合芯导线力学性能测试方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种在役碳纤维复合芯导线力学性能测试方法、装置及系统，方法包括对碳纤维复合芯导线进行升温，得到碳纤维复合芯导线在多个温度点的应力和应变，并对导线应力和应变进行绘图并进行归一化处理，得到碳纤维复合芯导线的应力‑应变曲线图。本发明实现了对在役碳纤维复合芯导线的力学性能测试，为在役碳纤维复合芯导线线路的高温弧垂特性评估提供了依据。

技术领域

本发明涉及架空输电导线技术领域，更具体地说，涉及在役碳纤维复合芯导线力学性能测试方法、装置及系统。

背景技术

碳纤维复合芯导线是一种新型的架空输电线路导线，与现有的钢芯铝绞线相比，具有重量轻、高温弧垂小，拉力大，载流量大等优点。碳纤维复合芯导线在输电线路中的应用越来越多，截至2017年12月，国家电网公司共有400多条架空输电线路使用了碳纤维复合芯导线，线路长度达到2900多公里，导线长度共计12800多公里。同时使用年限也越来越长，国内第一条碳纤维复合芯导线于2006年架设，距今已有15年之多。在运行过程中碳纤维复合芯导线芯棒不可避免的发生老化，随着使用年限的增加，老化带来的运行不确定性风险逐渐提高。掌握碳纤维复合芯导线的实际力学特性对于导线运行尤其是高温运行有重要的技术意义。因此，现在亟需一种对正在服役的碳纤维复合芯导线进行力学特性测试，为线路的设计和运行提供依据。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种在役碳纤维复合芯导线力学性能测试方法、装置及系统，欲实现对正在服役的碳纤维复合芯导线力学进行力学性能测试，为线路的设计和运行提供依据。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

第一方面，提供一种在役碳纤维复合芯导线力学性能测试方法，包括：

获取碳纤维复合芯导线的档距长度、导线截面积和初始状态的导线弧垂；

利用导线长度公式，计算得到所述碳纤维复合芯导线在初始状态的导线长度，所述导线长度公式为：

其中，L表示导线长度，D表示导线弧垂，S表示档距长度；

对所述碳纤维复合芯导线进行升温，获取碳纤维复合芯导线在多个温度点的导线张力，并利用应力公式计算得到所述碳纤维复合芯导线在多个温度点的应力，所述应力公式为：

其中，t_i表示第i次测得的所述碳纤维复合芯导线温度，σ_i表示所述碳纤维复合芯导线在t_i时的应力，H_i表示所述碳纤维复合芯导线在t_i时的导线张力，A表示导线截面积；

在对所述碳纤维复合芯导线进行升温时，还获取碳纤维复合芯导线在多个温度点的导线弧垂，并利用所述导线长度公式和应变公式计算得到所述碳纤维复合芯导线在多个温度点的应变，所述应变公式为：

其中，ε_i表示所述碳纤维复合芯导线在t_i时的应变，L_i表示所述碳纤维复合芯导线在t_i时的导线长度，L₀表示所述碳纤维复合芯导线在初始状态的导线长度；

根据所述多个温度点的应力和应变进行绘图并进行归一化处理，得到碳纤维复合芯导线的应力-应变曲线图。

优选的，在获取碳纤维复合芯导线在多个温度点的导线弧垂后，还包括：

根据所述多个温度点的导线弧垂进行绘图，得到碳纤维复合芯导线的温度-导线弧垂曲线图。

优选的，获取碳纤维复合芯导线在初始状态的导线弧垂，具体包括：

获取碳纤维复合芯导线的性能参数，并根据所述性能参数，计算得到导线比载；