電路導體的可靠性分析方法技術

本發明專利技術提供一種電路導體的可靠性分析方法，包括以下步驟：(1)、取在使用中電路的電氣線路和設備連接等部位的銅鋁導線及黃銅、鋁合金等金屬導體樣品。(2)、使用體式顯微鏡對所取樣品進行體式顯微分析；(3)、使用金相顯微鏡對所取樣品進行金相組織的顯微分析；(4)、使用掃描電鏡和能譜聯用技術對所取樣品進行電子微觀和元素含量百分比分析。本發明專利技術由體式、金相和掃描電鏡的顯微和微觀分析方法，測試在運行電路中的金屬導體的體式顯微、金相組織、掃描電鏡顯微觀特征、元素百分比含量分析，判定被測金屬導體是否存在氧化、腐蝕特征和劣質問題。為進一步判定在運行電路的是否存在電氣火災隱患提供科學技術依據。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電氣線路和設備安全性檢測
，尤其涉及一種電路導體的火災危險性分析方法。
技術介紹
根據我國電氣火災的統計數據分，據2003到2007年共發生電氣火災169861起，占火災起數的比例分別為23%、20.75、21.9%、23.1%、28.3%，重特大火災的電氣起數所占比例分別為28.36%,30.90%,31.09%,37.83%,45.33%，顯然我國的電氣火災已給我國經濟以及人民生命財產造成了巨大損失。電氣火災發生的次數及造成的損失居各類火災之首，而由電氣線路引發的火災又居電氣火災之首，電氣線路絕緣老化或質量低劣或機械損傷是導致電線短路、漏電等是引發電氣火災的主要原因。因此，研究建立檢查和檢測電氣線路的火災危險性的技術方法顯得非常重要和必要。電路導體可靠性的顯微分析技術正是檢測電氣線路的火災危險性的技術方法的一個重要的內容。純銅鋁導體電阻是由銅鋁材質固有特性決定的，但100%純銅鋁材料是不存在的，銅鋁導體材料中都會不同程度地含有雜質，銅鋁材料中雜質的存在就會增大導體的電阻值，且含有的雜質越多電阻值就越大，雜質多到一定程度或說電阻值達到一定的程度，導體通電時就會異常發熱，發熱會加劇導體絕緣層老化，從而增加短路等火災危險性。另一方面，電阻值合格的銅鋁導體在使用過程中，因為腐蝕、氧化的作用，組織中出現氧化物和鹽時，電阻值也會增大，且電阻值會隨腐蝕和氧化的嚴重而增大。電阻過大就會引起電路發熱，發熱就會加劇絕緣老化，從而引起短路、漏電等事故引發火災。合格的電線電纜在通過額定電流時，電阻發熱產生的溫度為正常的工作溫度，對電線電纜的絕緣性能沒有明顯的不良影響。在設計允許的短時間內通過一定的超額定電流，也不會對電線電纜絕緣材料的性能造成明顯的不良影響，但在長時間通過超額定電流，線路的溫度則將顯著升高，顯著加劇電線電纜絕緣材料的斷鏈和分解，并加劇導體的腐蝕。電線電纜的導體因腐蝕造成雜質含量過高或本身雜質含量過高的劣質導體，在通過額定電流或超額定電流時，均會加劇發熱而加速電線電纜絕緣的熱分解并放出腐蝕性物質，腐蝕性物質又會加速對導體的腐蝕，這種惡性循環作用導致電路的導電性能不斷惡化，這種惡化達到一定程度后，就有可能導致電路某些部位發熱、短路、漏電、爬電等引發電氣火災事故。若在存在雜質的電線電纜中通過數倍或數十倍的額定電流，即嚴重過電流(過荷載)狀態時，將有可能直接使電線電纜燃燒起起火，引發火災等事故。—些不法的電線電纜生產商，為了獲得更多的利益，購買劣質的導體和絕緣原材料，生產的電線電纜的導體電阻過大和絕緣層絕緣電阻偏小，造成通過額定電流和電壓時，都會出現異常發熱破壞引發短路或引燃絕緣層或異常擊穿短路引發火災事故。電路中的電線電纜的連接部位由于自身接觸電阻發熱導致氧化、腐蝕等作用，會使得原本可以良好通電的接頭部位出現接觸電阻過大，電流導通受阻導致局部大量發熱，如長時間使用，加之散熱又不好的情況就可能導致火災的發生。PVC絕緣電線工作溫度一般不超過70°C，超負荷運行時，電流I將明顯增大，一條固定線路的電阻值R是一定的，由Q = IUt = IR2t可知電流I明顯增大將導致熱量Q明顯增大，同時熱量Q還受電阻和作用時間t的影響，電阻越大，作用時間t越長發熱量Q越多，。從老化試驗預測絕緣材料壽命的文獻可以看出電線電纜運行溫度每上升10°C其使用壽命就要縮短10%。這是由于在受熱狀態下，特別是高溫作用會使絕緣層氧化、分解、斷鏈的同時，分解的氯化氫和氧、酸堿鹽等會使其包裹的導體不斷的被氧化、腐蝕使電阻值增加，被氧化、腐蝕的導體通電時會增加發熱而反作用于絕緣層，就在這樣惡性循環中，是電路不斷惡化，線路短路和漏電的幾率不斷上升，發生火災的危險性也在不斷上升。另，近年來有色金屬價格一路飚升，導線生產成本已隨之直線上升，為了獲得穩定的甚至更高的利潤。部分為利試圖的電線電纜生產廠家開始使用廉價的劣質銅鋁材料生產電線電纜。劣質銅鋁材多為舊料粗糙回爐加工而成，或在原來正常使用的銅材中添加更多的低價材料以降低導線成本，或者采用銅包鋁線(鋁線表面包銅箔或鍍銅)。含有雜質的銅鋁導體電阻會顯著增加，載流量會顯著降低，同面積的導線在通過同樣的額定電流電時發熱量也會明顯增加。使用劣質的銅鋁導體材料生產的這種電線電纜的價格會明顯降低，從而保證和提高電線電纜生產廠的利潤，成產造成大量的劣質電線電纜流入市場，從而留下了火災隱患。通過導體內部金相組織分析，可以發現雜質的存在和分布情況。在我國對電線電纜產品基本都是在進入市場前進行抽檢式質量監控，對進入市場后的特別是在役的電線電纜都沒有開展有力的質量監控檢查。對在使用電線電纜的質量沒有一個科學的檢查監督技術方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決上述現有技術無法檢測的電氣線路中銅鋁導線或銅鋁合金導體因氧化、腐蝕出現雜質或本身質量低劣存在的缺陷，提供一種監督檢測進入市場和在使用中的電氣線路和設備的銅鋁導線及黃銅、鋁合等金屬導體的安全性的。—種，包括以下步驟:(I)取在使用中電路的電氣線路和設備連接部位的銅鋁導線及黃銅、鋁合金導體作為測試分析樣品；(2)、使用體式顯微鏡對所取樣品進行顯微分析；(3)、使用金相顯微鏡對所取樣品進行金相組織的顯微分析；(4)、使用掃描電鏡和能譜聯用技術對所取樣品進行電子微觀和元素含量百分比分析；(5)綜合導體樣品的體式、金相組織、電子顯微特征和元素含量百分比分析，判定被測金屬導體是否存在氧化、腐蝕和劣質特征，導電品質是否出現下降趨勢或較差。本專利技術通過提取在使用中的電路上適當部位提取在運行電線電纜的導體樣品，對電線電纜樣品的導體表面進行體式微觀觀察，對導體內部進行金相組織分析，可以發現導體表面因長時間使用老化或受熱作用導致的絕緣層熔化粘連或炭化，導體表面被腐蝕等缺陷，也可以較好地發現導體表層或內部金相組織因較長時間受熱氧化、腐蝕導致的金相組織結構明顯長大或包含雜質等特征，從而可以科學地分析判斷線路是否存在不良因素或導體已經惡變的情況。由體式、金相、掃描電鏡和能譜的顯微和元素成分百分比分析方法，測試在運行電路中的金屬導體的體式顯微、金相組織、掃描電鏡顯微特征，以及導體的元素成分百分比，以分析判定被測金屬導體是否存在老化、氧化、腐蝕特征或本身質量低劣是一種科學有效的方法，為推斷導電品質是否出現下降趨勢，導體質量是否低劣，并為進一步判定在運行電路的是否存在電氣火災隱患提供科學技術依據。【具體實施方式】為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面本專利技術中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。在電氣火災物證鑒定工作和在用電路可靠性檢查分析中，技術人員能從送檢或抽檢的銅鋁導線及銅、鋁合金的導體材料的表面體式顯微、內部金相組織電鏡微觀和元素百分比含量，已發現銅鋁導線或黃銅、鋁合金導體因氧化或腐蝕作用或產生造假出現的氧化物、無機鹽顆粒、雜質元素百分比含量嚴重超高，有的就是以電阻值很大的鐵代導電性能優異的銅的偽劣產品，以及因受到電路異常發熱作用內部金相組當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電路導體的可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)取在使用中電路的電氣線路和設備連接部位的銅鋁導線及黃銅、鋁合金導體作為測試分析樣品；(2)、使用體式顯微鏡對所取樣品進行顯微分析；(3)、使用金相顯微鏡對所取樣品進行金相組織的顯微分析；(4)、使用掃描電鏡和能譜聯用技術對所取樣品進行電子微觀和元素含量百分比分析；(5)綜合導體樣品的體式、金相組織、電子顯微特征和元素含量百分比分析，判定被測金屬導體是否存在氧化、腐蝕和劣質特征，導電品質是否出現下降趨勢或較差。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陽世群，祝興華，高鵬，王立芬，彭波，
申請(專利權)人：公安部四川消防研究所，
類型：發明
國別省市：四川;51