Page 85 - 理化检验-物理分册2021年第一期

许宏伟, 等: 电网设备线夹开裂原因

间的焊缝容易出现未熔合、 未焊透等焊接缺陷 [ 5-8 ] 。 接严重不足, 不满足 DL / T768.6-2002 《 电力金具

这些缺陷不仅增加了电力输送过程中的电能损失, 制造质量 焊接件》 的技术要求。
还大大降低了线夹的强度和承载能力, 使得设备线
夹在运行过程中产生裂纹甚至开裂, 严重影响其使
用寿命 [ 9-10 ] 。因此, 开展线夹的失效分析对于电网
的安全与稳定运行具有重要意义。
某公司设备巡维过程中发现, 在低温、 湿润环境

地区使用的压缩型设备线夹在运行1~3a ( 年) 后发
生批次开裂的情况, 为探究失效原因和机理, 笔者进
行了一系列检验与分析, 提出了相应治理措施, 并针
图 3 开裂设备线夹焊缝截面图
对所提治理措施进行试验验证, 以期为防止同类型

Fi g 3 Weldcrosssectiondia g ramofcrackedterminalconnector
设备线夹开裂提供帮助。
1.2 无损检测
1 理化检验 对设备线夹的开裂焊缝进行 X 射线检测, 结果
如图 4 所示。可见设备线夹焊缝存在裂纹, 接线管
1.1 宏观观察 内导线末 端 与 底 部 距 离 27 mm , 在 线 夹 底 部 形 成

对开裂线夹进行宏观观察, 可见设备线夹连接管
空腔。
与端子板之间的焊缝开裂, 开裂部位位于焊缝中部,
如图2所示。测得环焊缝周长为 238mm , 表面裂纹

长度为133mm , 裂纹长度占整条焊缝长度的 55% 以

上。设备线夹靠近焊缝位置的连接管存在膨胀变形
现象, 分别对接线管距焊缝 0 , 10 , 20 , 30mm 位置的

外径进行测量, 结果如表1所示。可见接线管外径超

过设计值, 外径最大的超过设计值4.62mm 。

图 4 开裂设备线夹 X 射线检测图像

Fi g 4 X-ra y examinationima g eofcrackedterminalconnector
1.3 化学成分分析
设备线夹的端子板材料为 1070 铝合金, 接线管
材料为 1050A 铝合金, 对其进行化学成分分析, 结
果如表 2 所示。可见端子板和接线管的化学成分符
图 2 开裂设备线夹宏观形貌

Fi g 2 Macromor p holo gy ofcrackedterminalconnector 合 GB / T3190-2008 《 变形铝及铝合金化学成分》
表 1 开裂设备线夹连接管外径测量结果 的技术要求。
1.4 力学性能测试
Tab 1 Measurementresultsofexternaldiameterof
在图 1 所示设备线夹的端子板平板和接线管
connectin gp i p eofcrackedterminalconnector mm
管壁中截 取 矩 形 拉 伸 试 样 进 行 室 温 拉 伸 试 验, 试
与焊缝距离 0 10 20 30
样长度为 20mm , 平行长度为 12mm , 平行长度部

实测值 76.62 79.94 80.62 78.31

分截面尺寸为 10mm×4 mm , 试验结果如表 3 所
标准值 76.00

示。可见端子板的 抗拉强度满足 GB / T3880.2-

将焊缝未开裂部位沿接线管轴线纵向剖开, 可 2012 《 一般工业用铝及 铝 合 金 板、 带 材 第 2 部 分:
观察到接线管焊缝处存在未熔合、 未焊透等缺陷, 如 力学性能》 对 1070 铝 合 金 的 技 术 要 求, 接 线 管 的

图 3 所示。接线管壁厚 10mm , 测得未熔合宽度最 抗拉强度同样 满 足 GB / T4437.1-2015 《 铝 及 铝

大为 7.9mm , 达到理想熔合线 3 / 4 以上; 未焊透宽 合金热挤 压 管 第 1 部 分: 无 缝 圆 管》 对 1050A 铝

度为 2.9mm , 超过接线管壁厚 1 / 4 , 焊缝的有效连 合金的技术要求。
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