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申请/专利权人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院;国网甘肃省电力公司

摘要：本发明提出一种杆塔接地体现场杂散电流腐蚀环境的模拟试验方法，通过监测入地杂散电流得到泄漏电流密度分布Ji，选定每个支路中心点作为测试点，监测每个支路的腐蚀环境的参数，包括土壤含氧量、pH值、水分含量、温度参数，取回每个支路中心点位置处的土样，搭建杂散电流腐蚀环境的模拟试验平台，用改进版本的米勒盒监测试件的电化学电位变化，计算试件的腐蚀速率，进行杂散电流腐蚀环境的模拟试验。有益效果：提出监测腐蚀环境参数的方法，准确动态跟踪腐蚀环境的变化数据，模拟试验平台可开展长时间的腐蚀模拟试验，监测腐蚀参数的变化。

主权项：1.一种杆塔接地体现场杂散电流腐蚀环境的模拟试验方法，其特征是：第1步，开展杆塔接地体入地电流的检测，进而使用计算机仿真的技术评估接地系统不同位置的泄漏电流密度分布，1.1、用柔性杂散电流传感器持续监测杆塔接地体的入地杂散电流；1.2、分离出杆塔接地体的所有导体支路集合{L}，假设有B个支路；1.3、分离出杆塔接地体的所有导体节点{E}，假设有N个节点，并由入地杂散电流监测数据形成节点注入电流列向量[F]；1.4、由导体支路和导体节点计算杆塔接地体的关联矩阵[K]及其转置矩阵[KT]；关联矩阵[K]为N×B阶矩阵，关联矩阵[K]的转置矩阵[KT]为B×N阶矩阵，若i#节点与j#支路相关联，则[K]i,j=[KT]j,i=0.5，临时整数变量i=1，2，…，N，j=1，2，…，N，若i#节点与j#支路不相关联，则[K]i,j=[KT]j,i=0，临时整数变量i=1，2，…，N，临时整数变量j=1，2，…，N；1.5、求解互电阻矩阵[M]；1.6、求解节点电压列向量[V]：节点电压列向量[V]为N阶列向量，由求解如下方程得到： ;1.7、求解支路泄漏电流列向量[I]：支路泄漏电流列向量[I]为N阶列向量，计算公式为： ；1.8、得到接地系统不同位置的泄漏电流密度分布：对导体Li，泄漏电流密度分布为泄漏电流除以导体表面面积，从而得到泄漏电流密度分布Ji；临时整数变量i=1，2，…，N；第2步，监测每个支路的腐蚀环境的参数，2.1、选定每个支路中心点作为测试点，在导体上方20cm处安装电化学式含氧量传感器、集成式土壤pH-水分-温度传感器；2.2、持续进行监测，相隔1min回传监测腐蚀环境的参数，包括土壤含氧量、pH值、水分含量、温度参数；第3步，取回每个支路中心点位置处的土样，搭建杂散电流腐蚀环境的模拟试验平台，3.1、取回每个支路中心点位置处足量的土样；3.2、按接地体所用材料相同材质的板材加工成方形试件，与试件相连的绝缘信号线的焊接区用环氧树脂封装，试件数量为测试点数量的16倍；3.3、加工改进版本的米勒盒，数量与测点数量一致，米勒盒内芯为石墨电极，外壳为不锈钢导体，外壳与石墨电极间有两个毛细管，作为调整土壤湿度和含氧量来使用；3.4、改进版本的米勒盒内，分四层，每一层内装入试件、土壤含氧量传感器、pH值传感器、水分含量传感器、温度传感器、土样，试件附近2cm处布置铂丝电极；试件安装于距离外壳10cm处，米勒盒的上下盖板由不导电的绝缘材料进行封装，并引出绝缘信号线、以及土壤含氧量传感器、pH值传感器、水分含量传感器、温度传感器和铂丝电极的信号线；3.5、绝缘信号线和铂丝电极的信号线接入电化学工作站，电化学工作站监测试件的电化学电位变化，计算试件的腐蚀速率；第4步，实施杂散电流腐蚀环境的模拟试验，4.1、米勒盒连接可控直流电流源：米勒盒的芯棒接电流源正极，不锈钢外壳接电流源负极；4.2、由泄漏电流面密度分布Ji调整可控直流电源的输出电流Ioi；Ioi由以下公式得出： ，临时整数变量i=1，2，…，B，4.3、根据现场土壤含氧量的测试数据调整毛细管的气体量，若米勒盒内的氧气含量测试结果小于现场的情况，则毛细管内通入氧气以增加土样的含氧量，反之，若米勒盒内的氧气含量测试结果大于现场的情况，毛细管内通入惰性气以减少土样的含氧量；4.4、根据现场土壤含水量的测试数据调整毛细管的去离子水输出量，若米勒盒内的含水量测试结果小于现场的情况，则毛细管内通入去离子水以增加土样的含水量，反之，若米勒盒内的含水量测试结果大于现场的情况，毛细管内通入干燥空气以减少土样的含水量；4.5、试件绝缘信号线和铂丝电极的信号线接入电化学工作站，由电化学工作站给出每个试件的腐蚀反应速率；4.6、根据电化学工作站给出每个试件的腐蚀反应速率进行实时腐蚀量评级；记录同一个米勒盒内的16个试件的腐蚀速率；腐蚀速率单位为gdm2﹒a；第5步，持续开展模拟腐蚀试验，并进行腐蚀预警，5.1、按1min的时间间隔实时腐蚀量评级；5.2、由模拟腐蚀试验进行腐蚀预警，若持续一定时间段出现腐蚀速率分级位于一定级别以上，则发出对应的预定形式的预警信号；5.3、每隔一年的时间将所有试件从米勒盒内取出，进行试件表面的腐蚀产物分析、扫描电镜分析、失重测量，整理数据给出接地导体不同位置的年均腐蚀率。

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