铝合金芯铝绞线断裂原因分析

高压架空电缆在输电过程中断裂是严重的安全事故。近年来,铝合金芯铝绞线已逐步替代钢芯铝绞线,但对其在输电过程中断裂的原因研究较少。借助扫描电子显微镜和能谱仪对失效的铝合金芯铝绞线断口的形貌和成分进行了观察和分析。结果表明:铝绞线断口存在明显的贝纹线和大量镁硅相。由于电缆长期发生微风引起的振动,在拉压应力的反复作用下,脆性镁硅相会割裂基体,其周围产生裂纹,并逐渐扩展形成贝纹线,即铝合金芯铝绞线断裂是合金元素偏聚形成了镁硅类脆性相导致的疲劳断裂。

型线绞线的制造特点及应用前景

本文介绍了输电架空型线导线与传统圆线绞线相比的结构特点和性能优势,重点介绍了型线绞线特殊的生产工艺,包括型线拉制和型线绞合,并指出目前型线绞线在我国输电线路中的应用及前景。

架空导线表面发黑原因及其钝化处理效果

近年来国内外架空导线在长期运输和存储过程中,导线最外层铝线表面在富含氯离子、硫离子的工业大气和高温高湿双重作用下常出现不均匀性黑膜现象。采用扫描电镜和能谱仪分析了发黑导线的微观形貌和微区成分,并研究了导线的表面无铬钝化处理工艺。研究发现:导线氧化发黑过程与其通电运行数月后的氧化过程一致,是氧化保护提前发生的结果。经钛盐-氟盐无铬钝化处理后铝线表面会形成较为致密、连续的保护膜,在保证铝单线的力学性能和电气性能均能满足国际标准要求的同时,保护导线表面不被氧化腐蚀而产生发黑现象。其次,当导线表面发生轻微磨损时,其抗腐蚀性能仍然优于未钝化的导线。

织构对Al-Fe-Mn铝合金冲压性能的影响

以自主研发的Al-Fe-Mn铝合金板材和2个不同批次的进口电池壳盖板用铝板为试验材料,采用单向拉伸试验和杯突试验测定了3种铝合金板的塑性应变比、凸耳参数以及杯突值。通过电子背散射衍射技术测定并计算了铝合金板的取向分布函数和主要织构组分的体积分数,研究了织构对铝板冲压性能的影响。结果表明:自主研发DQAl铝板虽然与进口铝合金板织构组分不同,但通过优化织构组分,即增加Cube织构组分、减少Copper织构组分,以及将Q织构组分与较高■值的R和S织构组分组合,很好地改善了DQAl铝板的各向异性,由此获得了与进口电池壳盖板用铝板十分接近的成形性能。

低风压导线流场仿真设计及应用

设计了一种新型低风压导线,应用开源CFD软件OpenFOAM5.0,运用大涡模拟(LES)方法对低风压导线在雷诺数为1.4×10^5工况下进行了三维仿真计算、流场分析,探究了低风压导线的减阻机理,并通过风洞试验验证了仿真设计的可信度。设计的低风压导线于2017年成功应用在国内首条低风压导线工程中。

形变Al-Fe-Mn铝合金的再结晶激活能研究

将一种自主研发Al-Fe-Mn铝合金进行热轧和冷轧至2 mm,然后将轧板加热到340~400℃进行等温退火,通过比较不同退火温度和保温时间条件下的铝合金板的硬度变化,并结合金相组织检验,确定了该合金的定时条件下的再结晶温度以及恒温条件下的再结晶时间。通过Arrhenius公式计算了试验钢的再结晶激活能。试验结果表明,当退火温度为340℃时,再结晶发生时间为13 min;当退火温度提高360℃时,再结晶时间缩短到8 min;而当退火温度进一步提高到380℃,再结晶在3 min时发生。再结晶激活能Q为115.9 kJ/mol。

SF_6气体绝缘高压设备颗粒陷阱综述

以SF6气体作为绝缘气体的电气设备都存在一个共同的问题,即这些GIS/GIL设备在设备的生产制造环节以及设备运行过程中会产生一定的金属颗粒,带电颗粒受到电场力的作用会在设备中运动或附着在绝缘子和电极表面上而导致内外电极间的击穿或闪络,而降低设备的绝缘性能。所以在GIS/GIL设备内部需要安装一些减少金属颗粒对绝缘性能影响的结构,其中颗粒陷阱(particle trap)就是其中之一,笔者通过对多年来的相关文献的阅读研究,总结了为了减少粒子的影响各个公司及研究人员所做的各种研究工作,分别介绍了美国西屋电力公司申请的专利及用于限制颗粒运动的其他专利,引用其他研究人员的计算结果分析了这些专利的理论依据。

钢芯铝绞线股丝分层应力计算方法的研究

准确评估导线的股丝分层应力可为架空输电线路工程设计、导线选型提供理论依据和指导。以钢芯铝绞线为研究对象,考虑每一层股丝的温度、节径比、泊松比、弹性模量及线膨胀系数等因素的影响,再根据导线整体轴向张力进行修正,提出了一种钢芯铝绞线股丝分层应力的计算方法,并采用二分法进行求解。在不同张力下,对钢芯铝绞线进行分层应变、应力试验,根据超弱光纤的应变导致反射光波长改变的原理进行测量,验证了所提计算方法的有效性。最后,针对工程中的导线选型问题,对不同导线进行分层应力计算,为工程设计提供理论参考。

高质量铝合金系列杆材制造工艺探讨

随着国内架空导线制造水平的提高及其工程应用的发展,合金化逐渐成为架空导线的发展方向。通过对铝熔体除氢、除渣工艺的分析,对高质量的电工铝合金杆材的制造工艺进行探讨,为铝合金导线生产制造提供参考。

Effects of Y addition on microstructure and properties of Al-Zr alloys

Microstructure and properties of Al-0.30Zr and Al-0.30Zr-0.08Y （mass fraction, %） alloys were investigated by electrical conductivity measurements, microhardness tests, scanning electron microscopy （SEM） and transmission electron microscopy （TEM）. Micron-sized primary Al3Y phases form within grains and at grain boundaries simultaneously as product of eutectic reaction in as-cast Al-Zr--Y alloys. The addition of Y obviously accelerates the precipitation kinetics of Al3Zr （Ll2） in Al-Zr-Y alloys. The Al-Zr-Y alloys exhibit greater electrical conductivity during aging due to formation of increased volume fractions of Al3（Zr, Y） precipitates. In ternary Al-Zr-Y alloys, spheroidal L l2-structured Al3（Zr, Y） precipitates with increased number density and smaller mean radius were observed. The Al-0.30Zr-0.08Y alloys show improved recrystallization resistance compared with Al-0.30Zr alloys

Si对Al-Zr-Y合金时效析出行为的影响

通过显微硬度与导电率测试,结合扫描电镜、透射电镜等组织观察,研究了Al-Zr-Y-Si合金时效析出行为,揭示了合金元素Si在时效析出过程中的作用。结果表明:添加少量Si的Al-Zr-Y-Si合金时效强化效果显著提高,400℃等温时效100 h后,Al-0.25Zr-0.03Y-0.10Si合金的硬度比Al-0.25Zr-0.03Y合金提高约45%。Si元素能明显加快沉淀相析出,Al-Zr-Y-Si合金在400℃等温时效的孕育期从6 h缩短为2 h,合金在时效过程中形成更加细小弥散的L12结构析出相,但过量Si元素导致沉淀相过早粗化,降低合金的耐热性能。Al-0.25Zr-0.03Y-0.10Si合金表现出最佳综合性能,对于高性价比耐热铝合金的研发具有重要意义。

铝合金熔体电磁净化装置的净化效果及磁场分析

提出了一种带C型铁芯线圈的铝合金电磁净化装置，通过定量金相分析了其净化效果，并应用有限元软件对其电磁场进行了仿真。结果表明，该装置能在气隙内产生0．01～0．03T的磁场，可满足电磁净化设备的磁场要求；铁芯使一部分磁力线沿着它形成了回路，增强了气隙中的磁场强度，而气隙的存在削弱了磁场强度。

高导电率铝合金节能导线研制及应用探讨

为进一步提高输电导线的导电能力,降低线路损耗,助力绿色电网建设,国内架空导线制造厂家研发了LHA55.25高导电率铝合金材料,制备高导电率铝合金芯铝绞线。从铝合金成分优化、熔体质量把控以及微观强化相调控三个方面,将制备高强度、高导电率铝合金材料的关键工艺进行阐述。同时,以1000 kV交流特高压为例,选取钢芯铝绞线、铝合金芯铝绞线以及LHA55.25高导电率铝合金芯铝绞线三种导线,通过机械性能、电气性能的优化对线路损耗、节能减排效果进行综合比较,并采用最小年费用法进行经济性分析。结果表明:LHA55.25高导电率铝合金芯铝绞线相比常规的铝合金芯铝绞线,电阻更低,节能减排效果更优。随着损耗小时数不断增加,LHA55.25高导电率铝合金芯铝绞线的经济性优势越来越显著。

高强度铝包钢芯高导铝绞线在架空输电线路的应用

高强度铝包钢芯高导电率铝绞线采用了高强度铝包钢线替代传统的镀锌钢线和普通的铝包钢线作为加强芯,与高导电率铝线组成新型的节能导线。与同规格的钢芯高导电率铝绞线相比,高强度铝包钢芯高导电率铝绞线在机械强度、节能降耗、防腐等方面具有更优越的性能,导线的拉重比更大,导线的弧垂特性更好,将为我国架空输电线路建设节能化设计提供新的选择。

高强度高伸长率铝包钢芯铝合金绞线 在覆冰地区的应用分析

本文分析了高强高伸铝包钢芯中强度铝合金绞线的机械特性、覆冰过载能力、损耗费用等,为覆冰线路导线选择提供新的选项。

哈郑工程大跨越用导线制造工艺及质量控制研究

哈郑工程黄河大跨越标段首次使用900 mm2大截面特高强度钢芯高强度铝合金绞线。分析了大截面特高强度钢芯高强度铝合金绞线的制造工艺要点,总结了质量控制难点,分析了传统工艺生产的产品质量情况,根据技术要求针对性地制定了改进措施,解决了900 mm2大截面特高强度钢芯高强度铝合金绞线质量控制问题。通过工艺改进,铝合金单线导电率稳定达到53%IACS,绞后铝合金单线强度稳定达到310 MPa,同时铝材料中含氢量和含杂量分别降低了60%和70%以上,保证了导线应用的节能性和安全性。