长寿命与环保港口钢丝绳制造相关问题研究

港口面临的环保压力越来越大,对钢丝绳的质量要求也越来越高。通过采用压实股组绳、钢丝绳内置含油纤维绳、钢芯聚合物包覆、增加外层绳股数、优化钢芯结构、精细结构参数设计与严格控制生产过程等措施以响应港口对钢丝绳的长寿命要求,通过使用高质量润滑油脂、重视润滑油脂对使用环境的适应性与实施润滑工艺标准化等措施以稳定钢丝绳润滑质量,最大限度满足港口减少海洋环境污染与实施清洁文明生产的需要。

计及断股角度的高压输电导线钢芯漏磁场矢量计算与分布规律研究

针对现有钢芯断股漏磁场的研究中只考虑断股的长、宽、深等几何参数,鲜见涉及股线断口角度对漏磁场影响的问题,建立钢芯漏磁检测装置的三维有限元模型,分析12种断股角度工况下漏磁矢量B_(x)、B_(y)与B_(z)的分布规律,并将3种矢量进行对比,得到对断股最敏感的矢量方向。结果表明,矢量B_(x)和B_(y)呈多峰形态,且以断股角度90°为分界点,正负峰分布特征相反,而矢量B_(z)在断股角度90°时因断股宽度影响出现多峰,其他工况均为单峰形态。对比各矢量峰值发现,矢量B_(x)和B_(y)在各工况下正负峰值均较为相近。矢量B_(z)峰值远大于B_(x)和B_(y)峰值,断股角度90°时差值最大,B_(x)与B_(y)正峰值分别仅为B_(z)正峰值的4.5%和2.2%,负峰值绝对值仅为B_(z)正峰值的1.5%和2.9%。矢量B_(z)对钢芯断股最敏感,霍尔元件应垂直于导线表面布置以拾取矢量B_(z),此时漏磁信号检测最为有效。

输电线路耐张线夹模锻压接质量分析及实验研究

采用有限元分析方法构建了架空输电线路钢芯铝绞线和耐张线夹的模锻压接分析模型及压接后服役状态仿真分析模型,对其模锻压接全过程及压接后试样不同工况下服役拉伸过程进行了仿真分析,并采用导线模锻压接实验和拉伸实验对仿真模型进行了验证。基于仿真模型分析了有效压接宽度、压接力等关键压接参数对模锻压接力学性能的影响,获得不同参数下钢芯铝绞线与耐张线夹的破坏模式、最大握紧力及对应的临界压接力。结果表明:模锻压接力较小时,耐张线夹的失效形式为铝绞线从耐张线夹中滑脱,极限握紧力随压接力的增加而增大;随着压接力增大耐张线夹的失效形式逐渐演变为耐张线夹铝管断裂。

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。

铝包钢芯耐热铝合金型线绞线在500 kV输电线路中的应用

文章结合广东某500 kV输电线路增容改造工程,对常用的增容导线进行综合比选分析,通过对4种增容导线的载流量、弧垂特性以及经济性进行分析比较,在500 kV线路工程中增容量达到50%时,铝包钢芯耐热铝合金型线绞线的载流量和弧垂均能满足线路增容要求,而且经济效益最优。

钢芯铝绞线中的电偶腐蚀行为

钢芯铝绞线中不同金属接触容易产生电偶腐蚀。通过测量Fe和Al分别与纯Zn、镀Zn、5%Al-Zn合金、2%Mg-Zn合金、55%Al-Zn合金在1mol/LNaCl溶液中的电偶电流,判断不同金属接触时的腐蚀程度,从而选择钢芯镀层,达到最佳匹配,减轻电偶腐蚀。结果表明:Fe与55%Al-Zn合金镀层的电偶电流最小,腐蚀程度最轻;含Mg的热镀Zn层与Al形成的电偶比纯热镀Zn层与Al形成的电偶的腐蚀程度轻。

钢芯铝绞线的铝线在NaCl溶液中的腐蚀行为

钢芯铝绞线正常运行温度达80℃,受到环境中盐离子的严重腐蚀。采用Tafel直线外推法、电化学阻抗谱法及加速腐蚀试验法,研究了钢芯铝绞线的铝线在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为,利用SEM和XRD等表征了其腐蚀表面状态及产物形貌。结果表明:随着NaCl浓度的升高,铝线的自腐蚀电位负移,极化电阻变小,腐蚀速率增大,当NaCl为70 mg/L时腐蚀速率急剧增加,是10 mg/L NaCl时的40倍;腐蚀产物及钢芯表面镀锌层可抑制铝线的腐蚀,铝线腐蚀后的表面出现大量的"麻点"及腐蚀坑,白色的腐蚀产物主要由Zn0.64Al0.36(OH)2(CO3)0.18.0.86H2O组成。

电工圆铝杆拉伸断裂失效分析

对拉伸断裂伸长率不合格的电工圆铝杆进行了分析。结果表明,圆铝杆在熔铸过程中由于工艺不当导致杂质成分及气体清除不净造成铝杆材料内部致密度不高,存在片状及针状的组织疏松孔洞以及沿晶界呈三角及网状分布的铝铁硅脆性金属化合物,同时晶粒也较粗大,所有这些组织缺陷造成铝杆的伸长率未达到国标要求。

铝合金芯铝绞线载流量简化计算的研究

针对铝合金芯铝绞线载流量计算复杂的特点,本文提出了一种铝合金芯铝绞线载流量的简化算法。首先研究了计算导线载流量的理论方法,根据钢芯铝绞线和铝合金芯铝绞线的特点分析两者在载流量计算中的差异,提出铝合金芯铝绞线载流量的简化算法,并使用该简化计算法计算了某种铝合金芯铝绞线在不同环境温度下的载流量值。然后对该种导线进行载流量试验记录载流量实测值,对比载流量计算值与实测值,分析简化计算法产生误差的原因。试验结果表明,该简化算法计算量小且计算精度满足工程要求,为铝合金芯铝绞线载流量的分析提供参考。

220kV随姚线导线断线故障过程及原因分析

针对导线断股达到一定数量后,提出钢芯线通过电流发热温度计算方法,以及钢芯线上产生的温度是否超过钢材料弹性变形限值的判据。根据故障录波图电流参数分析计算,判断导线损伤截面超过原截面一定数量后,会造成三相电流不平衡,产生零序电流,启动故障录波器。

220kV钢芯铝绞线断裂失效分析

对断裂失效的钢芯铝绞线采用扫描电镜、金相检验、强度和硬度测试等方法进行了分析。结果表明:该断裂类型为脆性断裂,钢芯铝绞线的显微组织和非金属夹杂物均正常。断裂失效的主要原因是接续管上的较深钳口压痕会使钢芯变形处与未变形处产生应力集中,且接续管与钢芯形变接触产生很大的摩擦力。在此条件下,钳口压痕处对应的1#样率先破坏失效,从而导致其他钢丝后续断裂。此外,材料内部有微孔,其尺寸大小约为4μm。微孔的存在导致材料性能降低。

输电线路导线分层力学特性仿真及试验研究

为准确评估输电线路导线分层力学特性,以钢芯铝绞线LGJ240/30型导线为研究对象,考虑张拉荷载下各层股线的轴向应变、轴向扭矩、层间挤压力,提出了输电导线分层张力、应力、应变的精细化计算方法;根据导线实际绞制状态建立有限元分层实体模型,考虑实际导线的层间接触状态,通过建立刚性点连接刚性面的方法施加轴向张拉荷载,模拟运行张力作用下导线各层间的应力分布规律;选取与有限元仿真长度、型号相同的导线进行了分层应力-应变测试试验,根据应力-应变测试试验原理进行了测量。结果表明:张力为额定拉断力的25%时,第三层铝股线最大应力为1992MPa,第四层铝股线最大应力为1652MPa;导线在承受张拉荷载作用时,两层钢股线承受主要张力,且各层钢股线、铝股线轴向应力变化呈由内至外逐渐变小的趋势。

输电线路弯曲导线分层力学特性模型及仿真分析

为准确评估不同弯曲状态下导线分层应力特性,以LGJ500/45型钢芯铝绞线为研究对象,考虑张力作用下各层股线的轴向应变和轴向扭矩,提出输电线路精细化分层张力、分层应力应变的计算方法,通过建立并模拟不同弯曲角度(0°、15°)的三维导线分层有限元实体模型,对比了理论计算结果,验证了仿真模型的准确性,得出不同弯曲状态下运行张力作用时导线各层间的应力分布规律。结果表明,0°导线在承受轴向张力的作用下,两层钢芯线承担主要张力,且各层钢绞线和各层铝绞线均呈由内至外轴向逐渐增大的趋势;15°弯曲导线分别出现弯曲朝向侧圆周方向应力更高、反方向圆周方向应力更低等导线分层力学特性。

基于钢芯铝绞线的铝合金芯铝绞线载流量计算

提出了一种铝合金芯铝绞线载流量的计算方法。根据导线载流量的理论计算方法,分析钢芯铝绞线和铝合金芯铝绞线在载流量计算中的不同,提出了铝合金芯铝绞线载流量的简化算法。利用该算法计算了某型号铝合金芯铝绞线在不同环境温度下的载流量,然后对该导线进行载流量试验,对比计算值与实测值,分析简化计算法的误差。结果表明,该简化算法计算量小且计算精度满足工程要求,可以为铝合金芯铝绞线载流量的分析提供参考。

基于钢芯铝绞线的铝合金芯铝绞线载流量简化计算法

提出了一种铝合金芯铝绞线载流量的计算方法,根据导线载流量的理论计算方法,分析钢芯铝绞线和铝合金芯铝绞线在载流量计算中的不同,提出了铝合金芯铝绞线载流量的简化算法。利用该算法计算了某型号铝合金芯铝绞线在不同环境温度下的载流量,然后对该导线进行载流量试验,对比计算值与实测值,分析简化计算法的误差。结果表明,该简化算法计算量小且计算精度满足工程要求,可以为铝合金芯铝绞线载流量的分析提供参考。

铁路接触网及变电所裸导体热状态评价系统研究

铁路接触网及变电所中大量应用了裸导体,如:铜铝线夹、钢芯铝绞线、铜线等,裸导体的过热问题一直是影响电气设备安全运行的隐患。目前的研究均着重红外在线监测或智能机器人巡检对于温度阈值的告警,但在告警阈值以下,裸导体的温度状态是否正常,接触电阻是否超标,红外在线监测与巡检机器人无法判定。针对此问题,研究出一种通过日照强度、空气对流、环境温度等客观条件,实时计算裸导体理论温度,并与实时热巡温度进行对比,通过差值计算裸导体接触电阻变化量,以接触电阻的大小为告警阈值的评价系统,成为一项研究工作。

恶劣大气环境下220kV变电站钢芯铝绞线腐蚀断裂分析

某地处重工业区的200 kV变电站内L1相线路侧钢芯铝绞线断裂,引发主变压器故障。利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、紫外吸收光谱、X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱(XRF)等方法对断裂的钢芯铝绞线、线夹表面污垢状附着物进行分析。结果表明,附着物微观形貌呈不规则状,为油脂、大气浮尘、酸腐蚀产物等组成的混合物,钢芯铝绞线减薄断裂、线夹减薄的主要原因为恶劣大气环境下酸腐蚀所致。建议对类似环境下线路、变电站内金属设施进行普查,严重腐蚀设施及时更换,同时还应采取相应的防腐措施。

增容导线在架空输电线路上的应用研究

架空输电线路增容导线是在架空输电线路上使用的特种导线。它具有良好的耐热特性,较高的运行工作温度等优点,能输送更多的电能。采用增容导线是提高线路输电能力的措施之一,具有良好的推广应用价值和前景。文章对增容导线的种类、结构、特性和应用情况等作了详细介绍和对比研究,并对其今后的发展作了评估。

新型节能导线在500 kV输电线路设计中的选型方法

结合国家电网公司有关要求,为进一步降低输电线路电能损耗,提高电能利用效率,积极推广节能、降耗、环保的新设备、新材料在输电线路上的应用,结合输电线路设计、运行经验及目前国内外新型导线在高压输电线路的应用现状、发展趋势,在太原500 kV太原南输变电工程(线路部分)中,对钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯铝绞线和中强度全铝合金绞线三种节能导线与普通钢芯铝绞线进行技术经济比较,从电气性能、机械性能、施工安装、节能效益及工程投资等方面分析比较,为节能导线在工程中的选择方式提供了参考。

钢芯铝绞线在张力与温度共同作用下的分层应力

通过理论推导得到钢芯铝绞线在温度和张力共同作用下,分层应力计算公式;同时以某实际工程为例,在有限元软件中通过仿真分析得到各层应力的有限元仿真值;有限元仿真值与理论值进行对比,二者误差在5%以内,满足实际工程要求。研究表明仅在张力作用下,钢芯铝绞线轴向应力会出现明显的分层效应。钢芯铝绞线中钢芯层承担的应力明显大于铝股层,约为铝股的3~4倍;在张力和温度共同作用下,导线运行张力随着温度的升高而减小;同时随着温度升高,钢芯层应力在增大,铝股层应力在减小。