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。

基于铜线夹与ACSR电缆线束的异种材料磁脉冲压接接头分析

目的探究磁脉冲技术在铜线夹与钢芯铝绞线(ACSR)电缆线束压接接头中的应用,以及放电能量对电缆接头性能的影响。方法利用磁脉冲放电设备在40 kJ和45 kJ放电能量下压接Cu-ACSR电缆接头,观察接头宏观形貌,进行接头拉伸试验,观察接头失效情况并评价接头性能。结果压接的位置越靠近末端,压接区直径的变形量越大。40 kJ放电能量下对应失效后,电缆线束末端发生了较为明显的弹性回复,其外圈铝合金线束张开,而在45 kJ时没有明显张开现象。45 kJ放电能量下对应失效后的铝合金线束延长量明显高于40 kJ时。同时,45 kJ放电能量下压接电缆接头截面可以观察到更大且更均匀的变形。结论使用磁脉冲技术可以实现异种材料的铜线夹和ACSR电缆线束的有效连接。在45 kJ放电能量下压接电缆接头的最大拉伸载荷相对于40 kJ时提升了55%,由此说明在45 kJ放电能量下压接电缆接头性能优于40 kJ时。

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。

悬浮沙粒对钢芯铝绞线电场强度分布的影响

以钢芯铝绞线(ACSR)为研究对象,利用有限元法建立仿真模型,计算分析沙尘参数以及ACSR最外层铝股数对绞线电场分布的影响。研究结果表明:沙粒会加剧绞线表面电场和绞线附近空间电场的畸变,沙粒粒径、浓度、带电量和线路运行状态对绞线表面及附近空间电场有明显影响,且沙粒所带负极性电荷对电场造成的畸变比正极性电荷更严重。绞线截面积相同情况下,绞线表面电场强度极大值随最外层铝股数增加而减小。研究沙粒参数对ACSR电场分布特性的影响,可为沙尘环境下ACSR选型及设计提供理论依据。

基于有限元模型的谐波对钢芯铝绞线载流量影响的定量分析

伴随着新能源与电力电子设备的广泛接入,输电线路的谐波问题愈发突出。针对谐波对输电线路载流量的影响机理不清,定量分析手段匮乏等突出问题,提出了一种评估谐波对钢芯铝绞线(aluminum con-ductor steel reinforced,ACSR)载流量影响的新方法。首先,通过使用贝塞尔函数求解ACSR的麦克斯韦方程组,推导ACSR内部电流密度分布的表达式,从而解析化的表征谐波与ACSR载流量间的作用机理。基于此,进一步利用热平衡方程建立输电线路载流量的解析表达式,从而定量评估谐波热效应对载流量的影响。理论分析结果表明:谐波的存在会降低ACSR的最大载流量,其作用机理为谐波下的交流电阻会使线路电阻增大,导致在同等线路温度下基波所产生的热量极值减小,从而使得最大载流量进一步降低。最后,在COMSOL软件中建立了ACSR的二维有限元模型,通过注入不同分量的谐波来验证该方法的有效性和准确性。

干燥和酸性条件下钢芯铝绞线磨损特性研究

在自制导线微动磨损试验机上考察了钢芯铝绞线在干燥和酸性2种典型气候条件下的微动磨损行为,利用扫描电子显微镜和铁谱显微镜分析了试样导线内外层线股接触区的表面形貌和磨损微粒的形貌、尺寸等.结果表明:2种试验条件下靠近线夹处的导线磨损机理主要为黏着和疲劳剥落,中间导线段的磨损机理主要为黏着和磨粒磨损,酸性条件下导线内还存在明显的腐蚀磨损.

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。

碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线的起晕特性对比试验

为研究碳纤维复合芯导线(ACCC)的起晕特性,基于小电晕笼电晕测量系统进行了ACCC-600/71单根导线和LGJ-630/45钢芯铝绞线单根导线起始电晕特性的对比试验。试验结果表明:在干净及人工涂污下,ACCC-600/71导线的起晕电压均要高出LGJ-630/45导线起晕电压,说明ACCC-600/71导线确实能够降低线路损耗,在节能、环保方面具有良好运行性能;表面污秽会降低导线表面粗糙度系数,从而大幅度降低起晕电压,且污秽物颗粒度越大影响程度越高。

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。

碳纤维复合芯导线在架空线路上的应用

碳纤维复合芯导线(ACCC)是一种全新概念的架空线路用导线,具有重量轻、强度高、热稳定性好、弛度小、载流量大和耐腐蚀的特点。通过对其与普通钢芯铝绞线(ACSR)的性能比较,及其在南通电网上首次应用的介绍,研究了ACCC的施工、运行情况,以及在应用中存在的问题。

福建某海岛架空输电钢芯铝绞线的失效分析

采用XRD、SEM和EDS对福建省某海岛上35 k V失效的钢芯铝绞线进行形貌和成分分析。结果表明:内层铝绞线表面主要由Al、Al(OH)3和Al5(CO3)3(OH)13·x H2O等物相组成。在断口上除了Al、O等元素外,还含有C、S、Cl、Na、Mg、Ca等。海洋大气、CO2和尘埃等腐蚀介质导致内层铝股线遭受潮的海洋大气腐蚀、应力腐蚀、小孔腐蚀等,使内层铝股线严重腐蚀。

良导体地线限制超高压输电系统工频过电压的作用

通过比较不同型号良导体地线的波阻抗,分析了零序阻抗对不对称接地工频过电压的影响。计算了各种采用光缆复合架空地线情况下线路的工频过电压。指出利用良导体地线降低工频过电压可以减小线路并联补偿容量,降低安装成本和维护费用。最后分析了良导体地线降低工频过电压的制约因素。

钢芯成型铝绞线的制造技术

以JL1X1/G2A-1250/100-437钢芯成型铝绞线为例,介绍了同截面型线与圆线结构导线的特点,以及钢芯成型铝绞线的生产工艺,包括与之相配套的电工圆铝杆生产工艺、梯形铝型线生产工艺、钢芯成型铝绞线绞制生产工艺。

输电线路钢芯铝绞线内外损伤的超声导波检测研究

针对钢芯铝绞线内层、外层不同性质材料的损伤,利用磁致伸缩效应和洛伦兹力在钢芯和铝绞线中激励和接收超声导波的方法,研发可有效识别和定位导线内外断丝的检测技术和装置。首先,理论分析超声导波在钢芯铝绞线中的传播特征;然后,通过试验获取铝绞线和钢芯在不同程度断丝损伤情况下的超声导波信号;最后,利用小波变换对信号进行分析,实现不同结构层断丝损伤的识别与定位。研究表明,采用磁致伸缩和洛伦兹力激发的超声导波检测技术,可实现对钢芯铝绞线内、外机械损伤的有效检测。

钢芯铝绞线的拉扭耦合力学性能

导线扭转参数属于导线基本力学性能之一,尤其是拉扭耦合效应会极大地影响覆冰输电线舞动分析的准确性.为此,对典型7股钢芯铝绞线LGJ/JL/G1A-70/10进行了扭转试验,并结合有限元仿真软件ANSYS对相应构件进行建模与数值分析,与基于钢丝绳拉扭耦合理论的4种理论进行了对比.数值分析结果与扭转试验结果吻合较好,且对比分析表明:拧绕系数的取值浮动较大,会导致不容忽视的误差;在正常运行应力状态下,导线拉伸会产生较大的扭转效应,导线的截面扭转也会产生轻微张力变化;导线的拉扭耦合和扭拉耦合系数不相等;基于钢丝绳的理论均未考虑子股导线的滑移变形及坐标更新,会在一定程度上高估轴向刚度以及拉扭耦合效应.

输电线钢芯铝绞线精密压接成形的有限元分析

目的针对钢芯铝绞线在压接过程中出现断裂的现象,对其压接工艺进行探究,优化现有压接工艺,制定更精密的压接方法,防止断裂缺陷的产生。方法利用ABAQUS有限元模拟软件,以弹塑性变形理论为基础,采用等效摩擦力的方法建立有限元压接模型,通过实验验证模型的精确性,并计算在不同压接长度、压接次数下钢芯铝绞线的塑性变形量。结果国标压接时钢芯最大应变为3.215%,钢芯不会发生断裂;压接长度增加导致钢芯应变增大至4.962%,钢芯存在断裂的风险;压接次数的增加可使钢芯应变降低至1.665%。铝管压接长度增大时,变形堆积严重导致钢芯应变增大。增加压接次数可使单次压接时绞线变形体积减小,使钢芯应变减小。结论在铝管压接长度过长时,可通过增加压接次数的方法减少钢芯的塑性应变,从而达到防止钢芯断裂的目的。

碳纤维复合芯导线的性能与应用研究

阐述碳纤维复合芯导线(ACCC)的基本结构,将ACCC与传统钢芯铝绞线(ACSR)在结构、材料性能、弧垂—温升曲线、安装曲线方面进行对比。结果表明,ACCC铝线截面积、最高工作温度、载流量均高于ACSR,在工程中应用ACCC可有效提高线路的送电能力。

钢芯铝型线绞线与钢芯铝绞线的主要性能对比

提出了导线截面利用率的概念,基于S、Z铝型线导体,给出了几种与常用规格圆线同心绞钢芯铝绞线对应的型线同心绞钢芯铝型绞线,将两者的部分基本参数和特性作了对比。结果表明:型线同心绞的钢芯铝型线绞线比圆线同心绞钢芯铝绞线的导体截面利用率约高15%,若截面积相等,钢芯铝型线绞线的直径约减小9%,其他性能几乎相同;若两者直径相等,则钢芯铝型线绞线的导体截面积、单位质量和抗拉力较大,同时直流电阻减小而载流量增大。钢芯铝型线绞线的安装可采用常规金具,具有一定的缓覆冰性能和较好的弧垂特性,将是输电线路使用中的一种重要线种。

低风压绞合型碳纤维复合芯导线在沿海台风地区的应用分析

为解决沿海台风地区架空输电线路的增容和抗风要求,对钢芯铝绞线与低风压绞合型碳纤维复合芯导线的风阻系数、电气性能、机械性能和经济性进行了分析比较,明确沿海台风地区的导线最佳选型规则。对比结果表明:在台风条件下,低风压绞合型碳纤维复合芯导线的风阻系数显著低于普通结构钢芯铝绞线,抗风性能优异;电气性能和机械性能的数据对比表明,满足对地距离的同时,采用低风压绞合型碳纤维复合芯导线可提高一倍以上输送容量。在沿海台风地区采用等直径的低风压绞合型碳纤维复合芯导线能够减少输电线路中导线的分裂根数,减少杆塔等基建费用,抗风性能优异,提高输送容量1倍以上且节能效果良好,经济效益显著。

对云南电网部分线路增容改造方案的探讨

针对目前云南电网内部分已建线路导线载流量不能满足规划发展要求的问题,提出了采用更换增容导线的改造方案,确定了增容改造允许温度及定位弧垂温度的取值。并根据相关计算结果分析,得出了铝包钢芯耐热导线的弧垂特性能满足增容要求,同时线路损耗增量可控制在合理水平的结论。