强风沙地区输电线路新型耐磨金具性能研究

我国西北部地区大风沙尘天气发生频率高、持续时间长,传统连接金具在运行时会发生剧烈磨损,严重影响架空输电线路的安全可靠运行。为解决这一问题,优选3种合金钢35CrMo、45Mn2、GCr15作为新型耐磨金具候选材料,选取"环-环"和"槽型"两种连接结构的典型金具采用新制的耐磨金具进行试制,对试制金具开展了破坏载荷、硬度及台架磨损试验。结果表明,采用GCr15钢制造的连接金具脆性倾向大,且生产程序复杂,制造成本较高,不适于作为新型耐磨金具材料,而采用35CrMo和45Mn2钢制造的连接金具的耐磨性能明显优于传统连接金具的,可在强风沙地区架空输电线路中推广应用。

换流站通电流金具用锆改性铝镁合金的高温氧化行为

采用真空感应熔炼方法制备了不同锆含量的Al-Mg-Mn-Cr-Zr合金,通过扫描电镜、能谱仪及高温氧化试验研究了锆添加量对合金在300℃高温氧化行为的影响。结果表明:锆元素的添加能够显著地改善合金的抗高温氧化性能;随着锆添加量的增加,合金的氧化反应速率持续下降,抗高温氧化性能逐渐提高,在试验范围内锆添加量为0.22%时,合金的抗高温氧化性能最优。

输电线路导线单线长时高温运行条件下的强度损失

为保障输电线路导线在高温(80~150℃)条件下正常运行,研究了导线单线在不同温度及持续时间条件下抗拉强度的变化规律,围绕温度、时间和单线直径3个因素开展了镀锌钢线和硬铝线高温试验。利用高温烘箱模拟高温环境,微机控制电子万能材料试验机测试单线抗拉强度,采用正交试验法分析单线抗拉强度损失率的显著影响因素。结果表明:镀锌钢线在温度低于150℃,加热时间小于1 000h时,抗拉强度损失率较小;硬铝线的加热温度越高,加热时间越长,抗拉强度损失率越大,其中温度是影响抗拉强度损失率的显著因素,时间是次显著因素,单线直径对抗拉强度损失率的影响最小。

蒙东地区架空输电线路防振锤断裂破坏原因分析

防振锤是为防止风致振动断股而悬挂于导线上的重要金具种类。蒙东地区架空输电线路防振锤在运行过程中出现了锤头本体断裂的异常现象。针对这一问题开展了防振锤的化学成分分析、金相组织分析以及断口微观形貌分析等。结果表明,该防振锤锤头材质为灰铸铁,碳当量较高,超出ISO185标准规定值,金相组织为珠光体、粗大片状石墨和少量的铁素体,且锤头内部可能存在较大残余应力,锤头断裂机制为脆性解理断裂。建议今后防振锤设计制造工作中,对材料成分进行适当控制,同时应进行去应力热处理或者改用冲击韧性良好的材料代替铸铁材料,并优化锤头结构和尺寸,防止断裂事故的发生。

增强相含量对SiCP/2024复合材料显微组织和力学性能的影响

采用热等静压的方法制备了不同比例SiC颗粒增强相增强铝基复合材料,研究了SiC质量分数在15wt%~20wt%条件下,增强相含量对SiC_P/2024复合材料微观组织、拉伸性能及硬度的影响。结果表明:SiC颗粒在铝基体中呈骨架连续分布,经固溶热处理和自然时效后,晶粒尺寸增大,整体均匀化,界面结合状态良好,SiC_P/2024复合材料的拉伸强度有明显的提高;当SiC质量分数在15wt%~20wt%时,随着增强相含量的增加,SiC_P/2024复合材料抗拉强度和硬度变化不大,但会提高材料的屈服强度。相比未添加SiC颗粒的铝基体,SiC颗粒作为硬质相加入到铝基体后,在界面结合状态良好的状态下,对材料的力学性能具有良好的改善作用。

架空输电线路连接金具U型挂环的尺寸优化设计及耐磨性能研究

在强风沙环境下,传统架空输电线路连接金具在运行时会发生剧烈磨损,严重影响架空输电线路的安全可靠运行。为解决这一问题,对连接金具U型挂环进行了尺寸优化设计以及材料比选研究,并开展了新型U型挂环的磨损试验。结果表明:35CrMo钢U型挂环的耐磨性能较好,U型挂环经过尺寸优化设计后,磨损接触面增大,在同样磨损体积下,磨损深度略有降低,磨损试验后破坏载荷均满足标准要求。Q355NH耐候钢U型挂环的耐磨性能较差,15万次磨损试验后,磨损深度是35CrMo钢的2.3倍。因此,优化设计后的35CrMo钢U型挂环可以考虑应用于输电线路工程中。