變電站平面接觸型Cu-Al設備線夾運行狀態(tài)的實驗模擬研究.pdf

1、Cu/Al設備線夾是變電站及發(fā)電廠輸電線路中大量使用的基礎設施,其運行狀態(tài)評估直接關系到整個輸電線路及輸配電安全。Cu/Al設備線夾長期服役于野外環(huán)境,中性鹽霧腐蝕(沿海地區(qū))和工業(yè)大氣腐蝕(工業(yè)污染區(qū))是造成Cu/Al設備線夾損傷的主要形式。此外,Cu/Al設備線夾在運行過程中,長時間的高電壓、大電流作用,也易發(fā)生損傷。本文選用變電站及發(fā)電廠輸電線路中常用的釬焊平面接觸型Cu/Al設備線夾,模擬研究了其腐蝕行為及長期高溫運行狀態(tài),為C

2、u/Al設備線夾的運行維護提供理論依據(jù)和科學指導。
　　本文采用50±5g/L的NaCl溶液和0.01mol/L NaCl+0.1mol/L NaHSO3溶液兩種腐蝕介質開展鹽霧腐蝕實驗,模擬研究 Cu/Al設備線夾在沿海地區(qū)和工業(yè)污染區(qū)環(huán)境下的腐蝕行為,通過分析 Cu/Al設備線夾腐蝕產(chǎn)物的組成及結構、腐蝕斷面形貌和電學性能變化,研究了Cu/Al設備線夾的腐蝕過程和腐蝕機理。通過對Cu/Al設備線夾進行150℃直至720 h的人

3、工時效處理,研究了Cu/Al設備線夾時效前后的界面顯微組織結構、斷口形貌和力學、電學性能變化,探討了Cu/Al設備線夾的老化及失效機制。
　　在中性鹽霧腐蝕和大氣腐蝕過程中,Cu/Al設備線夾的腐蝕主要以Al/Sn-Pb合金釬料界面的電化學腐蝕為主,表現(xiàn)為Cu/Al設備線夾Al側斷面的腐蝕層龜裂、點蝕以及Cu側斷面Sn-Pb合金釬料腐蝕。Cu/Al設備線夾的腐蝕產(chǎn)物組成復雜,隨著腐蝕時間的增加,腐蝕程度加劇,部分線夾在Al/Sn-

4、Pb合金釬料界面發(fā)生開裂。此外,Cu/Al設備線夾的電阻率在腐蝕初期變化不大,而在腐蝕后期上升明顯,相比之下,Cu/Al設備線夾的工業(yè)大氣腐蝕程度強于中性鹽霧腐蝕。
　　在150℃時效過程中,Cu/Al設備線夾 Cu/Sn-Pb釬料界面形成由 Cu6Sn5及Cu3Sn構成的金屬間化合物(IMC)層,在其前沿的Sn-Pb釬料中還形成了富Pb層。IMC層的生長符合拋物線型的規(guī)律,為一個擴散控制的動力學過程,150℃時該IMC層的生長系