Page 45 - 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

架空地线在运行过程中除承受大的拉应力外,
还会受环境影响.在风力作用下架空地线长期处于
振动状态, 特别是风速较小时, 当风横向吹过架空地
线, 会在其背后形成稳定的卡门漩涡, 使得架空地线
发生高频微幅的振动 [ ４ ] , 而此时由于接续管的严重
弯曲, 架空地线上加装的防振装置在接续管处几乎
无法起到防振作用.同时, 在接续管外弧侧端口与
地线钢丝之间存在较大的接触疲劳应力, 增大了地
图 ６ 架空地线单丝卷绕试样宏观形貌
线钢丝发生疲劳开裂的倾向.
Fi g 敭６ Macromor p holo gy ofmonofilamentwindin g sam p lesof
金相检验结果表明, 该架空地线钢丝表面存在
overheadg roundwire
深度约为 ５０ μ m 的全脱碳层, 全脱碳层的晶粒粗大
且存在大量裂纹及裂口等缺陷, 严重降低了钢丝的
疲劳抗力 [ ５ ] .
从架空地线单股钢丝的断口形貌来看, 与弯曲
的接续管外弧侧端口接触的钢丝表面均存在一定的
挤压变形, 同时断口均呈现疲劳断裂特征.这是由
于弯曲接续管的外弧侧端口与钢丝的接触应力较
大, 在微振作用下接触部位的疲劳应力增大, 而钢丝
表面全脱碳层及裂口等缺陷的存在使得钢丝的疲劳
抗力严重下降, 两者共同作用导致了架空地线部分
钢丝的疲劳断裂.当大部分钢丝断裂后, 剩余钢丝
图 ７ 架空地线接续管宏观形貌
无法承受地线拉伸载荷作用而断裂, 最终导致地线
Fi g 敭７ Macromor p holo gy ofs p licetubeofoverheadg roundwire
整体断裂.
a whole b dama g edsurface
示.可见接续管的压接质量较差, 压接时表面被模 ３ 结论及建议
具损伤严重、 不光滑; 接续管弯曲变形严重, 不符合
架空地线钢丝表面存在脱碳层且脱碳层内有大
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DL / T５２８５－２０１８ « 输变电工程架空导线( ８００mm
量裂纹, 严重降低了钢丝的疲劳抗力; 接续管接头液
以下) 及地线液压压接工艺规程» 中压接后接续管不
压压接质量不合格, 接续管弯曲变形严重, 接续管端
应有明显弯曲的要求.利用 X 射线数字成像( DR )
口与架空地线钢丝接触部位产生了较大的疲劳应
技术对接续管进行整体透视观察, 如图 ８ 所示, 可见
力, 二者共同作用使得架空地线钢丝表面形成微动
接续管弯曲变形严重.
疲劳裂纹, 最终导致架空地线断裂.
架空地线作为高压输电线路的重要组成部分,
一定要严格控制选材质量, 避免不合格镀锌钢线的
使用.此外, 在架设过程中应尽可能减少使用架空
图 ８ 架空地线接续管 DR 透视形貌
地线档间接头, 如果无法避免, 在进行接续管接头制
Fi g 敭８ DRp ers p ectivemor p holo gy ofs p licetubeof
造时应严格控制接续管的压接质量, 避免出现接续
overheadg roundwire
管严重弯曲现象, 以保证高压架空输电线路的安全
２ 分析与讨论 稳定运行.

高压输电线路架空地线档间接头通常采用接续 参考文献:
管液压压接的方式进行连接.该架空地线接续管的
[ １ ] 张涛, 高云鹏, 陈浩, 等 ． 基于 X 射线数字成像技术的
压接质量较差, 表面损伤及弯曲变形严重且未进行
５００kV 输电线路四分裂导线间隔棒断裂分析[ J ] ． 理
有效的校直处理.接续管的严重弯曲会增加其外弧
化检验( 物理分册), ２０１８ , ５４ ( ６ ): ４４２Ｇ４４６．
侧端口与地线之间的接触应力. ( 下转第 ４３ 页)
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