基于概率密度演化的大跨越导线铝部风振疲劳可靠度分析

为了掌握微风作用下大跨越架空输电导线铝股疲劳特性及其可靠度,提出了基于概率密度演化的大跨越输电导线铝部疲劳可靠度计算方法.首先建立了大跨越塔线体系有限元模型,研究了微风激振下导线悬挂点处振动位移时程,然后构建了导线节段有限元实体模型,以微风激振作用下导线位移时程为激励,研究了大跨越导线内外层铝股风振疲劳应力时程响应,最后采用概率密度演化方法,考虑线路风速风向概率分布,分析了大跨越导线疲劳可靠度,并与Miner线性累积损伤结果进行比较.结果表明:微风风速越大,大跨越导线振幅越大;微风作用下大跨越导线的外层铝股应力大于内层铝股,外层的钢股应力亦大于内层;大跨越导线运行年限越大,导线内外层铝股可靠度越小,但内层铝股可靠度大于外层铝股可靠度;基于Miner原理计算的铝股疲劳可靠度偏大,建议开展大跨越输电导线疲劳设计时考虑分层特性.

工业污染区架空导线腐蚀状态评价及机理研究

通过工业污染区架空线路导线的外观形貌观察、腐蚀坑深度测量、抗拉强度、伸长率、扭转次数及电阻率等理化及电气试验,以及与同型号新导线检测结果的数值比对,探究导线腐蚀对其力学、导电及防腐性能的影响,另外,通过铝线及镀锌钢线的断口分析、腐蚀物成分、镀锌钢线的镀层厚度观测,研究工业污染环境下钢芯铝绞线的腐蚀机理及控制措施,提出了新的镀锌钢线锌层厚度检测评估方法,为架空输电线路腐蚀状态评价及运维检修策略提供技术依据。

新型抗冰雪耐候平行集束架空电缆研制

为解决严苛环境下,尤其是北方冰雪环境下,架空线路面临的抗冰雪性能弱、承载能力不足及机械强度低下等问题,设计了新型抗冰雪耐候平行集束架空电缆。采用高强度平行集束结构和抗冰雪设计,导线横断面设计为类机翼结构,绝缘层与连筋在上表面形成相切的平面或微弧形接触面,并将加热元件嵌入连筋下方,有效减少冰雪在导线表面的附着,显著提高了融冰效率。同时,针对圆形导体的局限性,设计了铝合金异形导体及其加工工艺,结合型线分层微压缩绞合技术,将紧压系数提升至97%以上,外径缩小约5%,成本节省约1.5%,抗拉强度提高30%以上,显著提升了架空线路在复杂条件下的综合性能。研制的产品为复杂地理环境和气候条件下的电力输送提供了高效、经济且耐用的解决方案,对提升架空线路的整体性能具有重要意义。

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。

节能导线分析

从电能损耗和载流量、弧垂、杆塔荷载和年费用等方面,对比铝包钢芯铝绞线、钢芯(高导电率)铝绞线、铝合金芯(高导电率)铝绞线和中强度全铝合金绞线共4种结构5种导线,发现节能导线因自重轻、拉断力小,按国网通用设计原则量身定做的杆塔质量比铝包钢芯铝绞线、钢芯(高导电率)铝绞线轻,基础因荷载小费用也略低,同时电能损耗小于普通导线。

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。

220kV钢芯铝绞线断股事故化学分析

针对220kV钢芯铝绞线断股事故,进行了铝绞线腐蚀产物的成分分析,分析了引起腐蚀的原因,指出应重视化学监督在电网中的作用。

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。

在役输电线路钢芯铝绞线腐蚀状态评估与分析

为研究在役钢芯铝绞线(ACSR)的腐蚀状态,对典型气候下其各组成部分的腐蚀情况进行了宏观和微观研究,并结合其运行环境,分析了腐蚀原因。结果表明,腐蚀较为严重的是外层铝绞线,局部已出现腐蚀坑,钢芯基体未发生明显腐蚀;腐蚀产物可以降低铝绞线的腐蚀速率,但其对钢芯的腐蚀速率有提高作用。建议应更加注重外层铝绞线的腐蚀监测工作。

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。

铝-木复合材料抗弯性能预测与分析

将铝合金薄板和定向刨花板(OSB)以层叠方式复合得到新型铝-木复合材料(WAC),对不同组坯的铝-木复合材料抗弯性能进行研究,通过三点弯曲加载试验得到铝-木复合材料弯曲破坏形式和抗弯弹性模量,运用经典层合理论建立抗弯弹性模量预测模型,并进行验证。结果表明:将铝合金薄板叠加在最外层的铝-木复合材料结构荷载能力有很大提高,并且纵向弹性模量(MOE)提高了156.55%,横向弹性模量提高了192.79%。考虑胶层影响,在经典层合模型的基础上对铝-木复合材料的弹性模量进行预测,所得预测值和试验值之间相对误差在10%以内。可见经典层合模型可以很好预测铝-木复合材料的弹性模量,铝-木复合材料有着良好的抗弯性能,将铝合金薄板叠加在最外层的结构是最为合理的。

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。

光纤复合地线遭受雷击断股问题的探讨

列举了一些典型的光纤复合地线(OPGW)遭受雷击断股的案例,分析了下行雷先导放电过程,提出更改OPGW接地方式以降低OPGW遭受雷击概率的思路,并建议按0.1s(必要时0.15s)校验OPGW热稳定,选择截面合适的全铝包钢OPGW。

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。

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。