Page 43 - 理化检验-物理分册2020年第二期

张 涛, 等: 基于压接质量考虑的架空地线断裂原因分析

部位, 地线断裂后掉落至地面, 在掉落过程中地线与 间较长, 其余 ４ 股钢丝的断口表面干净, 断口及附近
未见电弧灼伤及腐蚀损伤等痕迹.各股钢丝表面均
A 相导线挂接, 引发放电并灼伤导线和地线, 如图 １
所示. 存在钢丝之间磨擦损伤的痕迹, 其中 １ 股钢丝的断
对断裂架空地线的宏观形貌进行观察, 可见该 口明显与接续管端口发生了挤压.在脆性断裂钢丝
地线为 １×７ 股结构的镀锌钢绞线.其中 ６ 股钢丝 的断口上可以观察到清晰的“ 海滩” 状疲劳辉纹, 各
断口上的裂纹源区、 裂纹扩展区及瞬断区等特征区
的断口及其附近呈无塑性变形的脆性断裂特 征, １
股为明显的过载致单向拉伸颈缩断口. ６ 股脆性断 清晰可辨, 疲劳裂纹起源于接续管边缘与钢丝以及
裂的钢丝中有 ２ 股断口表面锈蚀较为严重, 断裂时 钢丝与钢丝的接触面, 如图 ２ 所示.

图 １ 断裂架空地线现场图
Fi g 敭１ Scenedia g ramoffracturedoverheadg roundwire a locationofhan g in gp oint b dro pp edoverheadg roundwire

图 ２ 断裂架空地线的宏观形貌
Fi g 敭２ Macromor p holo gy offracturedoverheadg roundwire a fracturedoverheadg roundwire b surfacewearmarks c fracture
１．２ 断口分析 严重夹杂物缺陷, 表层存在深度为 ４０~５０ μ m 的脱
利用扫描电镜( SEM ) 对各股地线的断 口进行 碳层缺陷, 脱碳层晶粒粗大, 粗大的先共析铁素体沿
微观形貌分析, 如图 ３ 所示.可以看出有 ４ 股钢丝 晶界分布; 脱碳层中还存在大量裂口及裂纹.这些
的断口呈现疲劳断裂特征, 各断口均可观察到典型 缺陷的存在, 不符合 GB / T３４２８－２０１２ « 架空绞线
的疲劳条带; 裂纹起源于钢丝表面缺口处, 裂纹扩展 用镀锌钢线» 中盘条钢表面不允许存在裂纹、 折叠、
区面积约占断口截面积的 １ / ３ ; 瞬断区呈准解理断 耳子、 分层等缺陷的要求.
裂特征; 起裂的钢丝表面缺口位于钢丝与接续管端 １．４ 力学性能试验
部接触位置. 对断裂的架空地线的单丝进行拉伸试验和韧性
１．３ 金相检验 测试, 架空地线单丝卷绕试样宏观形貌如图 ６ 所示,
在架空地线钢丝断口处截取试样, 使用光学显 试 验结果见表 １ . 可见单丝的抗拉强度符合GB / T
微镜观察其横、 纵截面的显微组织形貌.由图 ４ 可 表 １ 架空地线单丝的力学性能试验结果
见, 纵截面的显微组织为纤维状分布的细长索氏体 Tab敭１ Mechanical p ro p ertiestestresultsofmonofilament
＋ 少量珠光体, 未见严重的夹杂物缺陷; 钢丝表面存 ofoverheadg roundwire
在厚度约为 ５０ μ m 的全脱碳层, 全脱碳层内存在大 项目 抗拉强度 / MPa 单丝韧性测试
量裂口及裂纹等缺陷.由图 ５ 可见, 横截面的显微 实测值 １３８５ 未断裂
组织为等轴分布的细小索氏体 ＋ 少量铁素体, 未见 标准值 ≥ １３１０ 不应断裂
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