新型架空线路相序牌材料及性能分析
李航
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李航 ,. 新型架空线路相序牌材料及性能分析[J]. 材料科学研究,2021.12. DOI:10.12721/ccn.2021.157105.
摘要: 随着社会经济的发展,电能需求正逐年增加,架空输电线路里程也逐步上升,幅员辽阔的架空输电线路,势必具有庞大数量的杆塔作为结构支撑,而每个杆塔上都会有输电线路相位标志牌的身影。部分电力线路已经投产多年,存在设备及部件老化,破损等情况。
关键词: 架空线路;相序牌;技术标准;经济效益;材料
DOI:10.12721/ccn.2021.157105
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引言

目前架空输电线路上所用的相序牌,根据安健环建设标准一般用颜色进行区分,一般分为ABC 三个相序,A 用黄色、B 用绿色、C 用红色表示,长期运行后,因褪色、破损影响检修人员的识别。最关键的标示牌经过长时间的腐蚀变脆,材料脆化后易破损,螺丝松动等因素影响,出现了相序牌掉落的情况,存在较大的安全隐患。另外,相序牌均存在于20多米以上的高空,安装、拆卸、更换作业难度大,更换工作给输电线路检修带来较多风险。

本文重点探讨了研制新型架空线路相序牌在抗退色,易辨识,耐用稳固等方面的特性进行论证与试验:

一、市场常见标志牌材料性能分析

首先我们分析了市场上常见的集中标识牌常用材质,并从材料性能及造假等进行了初步分析及最优材质的初选。详见表1。

表1:

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图1改变相序牌的形状1739176169074.jpg

2改变ABC相序牌的制作工艺。

通过对市面上常见表面工艺技术的分析,我们发现,通过采用3M超强级EGP白色条纹膜裱在板材上,此作为第一道底膜。再在A三角形,B正方形,C圆形的异性造型上再裱贴已镂空雕刻的黄色、绿色、红色的3M超强级EGP条纹膜的工艺方式,相比丝网印刷加表面裱3M反光膜后用进口环保UV墨水高精度印刷后再裱防紫外线光膜的方式相比,质保年限从1-3年可以提升到3-5年,并且在批量生产的情况下,可以保持相近的成本。

三、抗褪色能力试验检测

通过以上两种方式的改进后,我们分别在2mm铝板和304#1.2mm不锈钢上进行了综合试验,选取了中性盐雾试验、高温高湿储存试验、紫外老化试验、乙酸盐雾试验、磨损试验模拟在户外使用中遇到的腐蚀、褪色、磨损等运行环境。使用通过对比5项检测数据,得到详细的测试结论,试验结果如表2:

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表2抗实褪色能力验检测结果

四、机械强度试验检测

为防止相序牌出现掉落的情况出现,我们首先考虑在原有牌子上面,加装一个固定支架,考虑到不锈钢更为轻薄,同时有较好的刚性。所以首先选择采用造价低廉,加工便捷的不锈钢板。通过在牌子上三个螺栓进行固定。

为了提高相序牌的安装便捷性和减少成本,我们进行了两组试验:分别对比了:2mm铝板和304#1.2mm不锈钢在安装了支架和未安装支架的情况下进行抗风能力测试,见表3,表4、表5。

表3:

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表4:

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试验方法1:加速度:1g,正弦振动测试,约为7级风(根据气象标准划分为特带低压),垂直作用于样品平面的效果。不带支架的铝板和不锈钢板的相序牌均通过测试。

试验方法2:加速度:5g,正弦振动测试,约为12级风(根据气象标准划分为台风),垂直作用于样品平面的效果。经过5个小时的测试,铝板相序牌通过测试,不锈钢板的相序牌未通过测试。

通过这两组数据对比可得知:铝板在试验方法1和试验方法2种,其抗振动能力均优于不锈钢板。

表5:

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试验方法3:加速度:10g,正弦振动,约为16级风垂直作用于样品平面的效果,为进一步研究性能更优的铝板的机械性能,我们增加了试验难度,振动加速度提高至10g。并且在其中一组安装了支架进行对比试验。通过试验结果可见,在近乎16级风(根据气象标准划分为超强台风)的作用下,增加支架后标示牌的抗风能力提高了约4倍。每个支架费用约12元/个。

通过分析检测报告可以得出:

在三种形状中,三角形的抗振动能力最好。铝板相比不锈钢板抗振动能力更好。铝板样品加支架后,抗振动能力相比不加支架更好。不锈钢不加支架的效果比加支架要好。分析因铝板具有更好的延展性,所以在更大承载里的情况下,不易出现断裂。而不锈钢在硬度上高于铝板,但延展性不足,在超出核定负载的情况下,容易出现断裂。而采用铝板做相序牌主体,不锈钢板做支架的组合形式,可以非常有效的发挥出两种金属材料的特性。

特别说明:

按照试验方法1和2得出的结论,在铝板不加支架时,已可满足在承受12级风垂直作用于平面时,5小时后无可见损伤,可以承受日常台风天气下的稳定运行。个别地区,如有出现16级超强台风的情况,建议优先选择增加不锈钢支架的形式。

结论依据:请参照检测报告编号:WP-21080105-JC-01

确定新型标示牌技术要求:

相序牌牌体材料选择铝板,相序牌材料厚度:2mm,相序牌形状:A相相序采用三角形,B相相序采用正方形,C相相序采用圆形。表面工艺要求:

①3M超强级EGP白色条纹膜裱在板材上,此作为第一道底膜。

②在A三角形,B正方形,C圆形的异性造型上再裱贴已镂空雕刻的黄色、绿色、红色的3M超强级EGP条纹膜。提高了相序牌的稳定性能、安全性能及综合性价比。

相序牌的成本:批量集中生产时,可控制在450元/平方米以内,与目前市场上普遍使用的丝网印刷或底板裱反光膜后UV印刷工艺的成本一致。

特区对抗风能力要求较高的地区,建议选配使用304不锈钢板支架:支架为T型,厚度1.2mm。

五、结论

综上所述,新型相序牌的质量得到极大程度提升,解决了传统相序牌的稳固不足和褪色问题,节省了后续的维护成本,保障了运维安全。通过经济效益以及安全效益分析,该类相序牌在我国有着广泛的应用前景,在架空线路中应用效果较好,值得推广。

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