Analysis of Strain Clamp Failure on 500 kV Transmission Line

In this work, the main reasons for the breakage of 500 kV transmission line are studied. Under low temperature condition, the coverage of the ice results in the disconnection between the aluminum tube and the steel anchor of strain clamp. Using macroscopic analysis, structure stress analysis, force analysis and mechanical property test, the fractured strain clamps are investigated. The crimping of the aluminum tube on the polished rod not on the grooves of the steel anchor leads to the damage of the strain clamps, which is defined as improper crimping. When improper crimping emerges, there will be only friction force between the aluminum tube and the steel anchor without shear force, and the tension of the conductor will be mainly supported by the steel strands which should be supported by both the aluminum tube and steel stands. Therefore, the breaking force of the strain clamp will greatly decrease. The failure analysis helps to promote the proper hydraulic crimping process and the safe operation of the transmission line.

输电线路压缩型耐张线夹工程失效研究进展

输电线路中耐张线夹需求量巨大,但线夹失效事故发生频繁,这不仅带来了经济损失,还严重威胁到电网的可靠运行。为解释压缩型耐张线夹的失效机理,提高输电线路的安全性,国内外学者展开了大量的研究。从失效事故方面综述了压缩型耐张线夹的过热和断裂两类工程失效类型,从工程分析和机理研究方面综述了两类工程失效类型的失效机理,从压接工艺研究方面综述了压接工艺参数对失效形式的影响,并从常规检测以及无损检测两个角度综述耐张线夹的质量检测研究现状。最后,基于目前偏于定性分析的耐张线夹工程失效研究,对耐张线夹失效机理的进一步研究提出了展望。

基于FG-YOLOv7-tiny算法的耐张线夹X光图像压接缺陷检测

为保证输电线路的安全可靠运行,电力巡检的重要任务是耐张线夹压接缺陷检测。为此,提出了快速幽灵YOLOv7-tiny(faster neural networks ghost convolution-you only look once version 7-tiny,FG-YOLOv7-tiny)算法进行耐张线夹压接缺陷检测。首先,构建包含5类常见压接缺陷的耐张线夹X光图像数据集;其次,使用快速神经网络(faster neural networks,FasterNet)替代YOLOv7-tiny的高效聚合网络(efficient layer aggregation networks,ELAN)以减小模型大小;最后,使用幽灵空间金字塔池化交叉阶段部分连接网络(ghost spatial pyramid pooling cross stage partial connection networks,GhostSPPCSPC)替换YOLOv7-tiny使用的空间金字塔池化交叉阶段部分连接网络以提升检测精度。实验结果表明,FG-YOLOv7-tiny算法的精度、平均精度均值分别达到91.30%、94.28%,相比于原始YOLOv7-tiny算法分别提升了3.99%、1.59%;模型大小为22.25 MB;检测速度达到172.41帧/s,能满足实时检测的要求。因此,FG-YOLOv7-tiny算法提升了检测精度,可实现耐张线夹压接缺陷的有效检测,并满足边缘设备部署的要求。

基于夹持粘贴式的光纤光栅传感器力热耦合测试

针对力热耦合环境中对结构件应变测试的准确获取问题,提出一种基于夹持粘贴式与温度补偿解耦的裸光纤光栅传感器应变测试方法。首先,通过有限元分析对比夹持粘贴式、表面粘贴式两种与基材集成方式的应变传递率,两者应变传递率分别为99.47%与95.8%;然后,以光纤胶粘应变传递理论及有限元仿真分析不同标距比对夹持粘贴式光纤光栅传感器应变传递率的影响,发现随着标距比增加,应变传递率逐渐衰减。基于粘贴形式与标距比分析结果,选取标距比为1的夹持式裸光纤光栅与基材粘贴集成为试验件,同时集联一条裸光纤光栅温度传感器,在完成对光纤光栅温度/应变标定测试后,进行100~250℃、3 000με范围内的试验件梯度高温拉伸测试。实验结果表明,利用温度补偿法解耦出光纤光栅传感器测量的应变结果与标准高温应变片结果的平均相对误差最大值为2.26%。该研究结果对高温下光纤光栅传感器应变测量与集成的工程应用具有一定参考意义。

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。

基于深度学习的输电线路耐张线夹倾斜缺陷定量检测

针对输电线路中耐张线夹的倾斜缺陷,未能准确地去模糊处理所获取输电线路图像的问题,提出了基于深度学习的输电线路耐张线夹倾斜缺陷定量检测方法.结合冲击波滤波器与双边滤波器对获取的输电线路图像去噪处理,通过正则化方法估计模糊核.同时利用引导滤波器分解去模糊后的输电线路图像来获得细节层与基本层,分别进行伽马变换.将预处理后的输电线路图像输入至深度学习网络中,提取耐张线夹的倾斜缺陷特征,完成对缺陷的定量检测.实验结果表明,所提方法的准确率可保持在90%以上,且召回率、AP值及F 1指标均较高,具有良好的检测性能.

基于改进YOLOv4的输电线路耐张线夹缺陷检测

为了减少耐张线夹压接缺陷判别过程中人为因素对结果的干扰,提升评判效率,提出一种基于改进YOLOv4的输电线路耐张线夹缺陷检测方法。首先,通过“三跨”线路耐张线夹X光探伤工程,建立包含6类常见压接缺陷的图像样本集;其次,依次采用对比度拉伸、拉普拉斯算子增强、限制对比度自适应直方图均衡化及高斯滤波等图像处理方法对数据集进行预处理;然后,引入卷积块注意力模块和残差结构对原始YOLOv4模型的路径聚合网络层和空间金字塔池化层进行改进,增强模型对空间和通道维度的关注度,优化模型多感受野特征表达能力,提升算法对深层语义特征的提取效果;接着,利用预处理数据对YOLOv4及其改进模型进行训练与测试;最后,根据YOLOv4及其改进模型对各类压接缺陷的检测性能不尽相同这一特点,采用2次非极大值抑制搭建多网络融合缺陷检测模型,并完成模型的测试。先后的测试结果表明,改进YOLOv4、多网络融合模型对6类压接缺陷检测的平均精度均值分别为92.22%、93.08%,可实现对耐张线夹压接缺陷的有效检测。

220 kV某线路液压式耐张线夹钢芯断裂的原因分析

某供电公司在对某220 kV线路三跨区段导线液压式耐张线夹进行X光检测时,通过影像资料发现耐张线夹钢芯断裂。对隐患点位耐张线夹的外观检查时,发现耐张线夹铝管压接时采用了倒压压接方式,且存在补压痕迹。通过开展倒压和正压压接方式的耐张线夹对比试验、耐张线夹承受张力时压接试验和耐张线夹错序倒向压接试验等多组对比试验分析,发现耐张线夹制作时导线与钢锚端部预留间距不足将造成压接过程中导线铝股与钢锚端部互相挤压,导致钢芯强度降低,倒向方式制作耐张线夹若先对耐张线夹的钢槽端进行压接,后对耐张线夹铝管部分开展倒压压接作业,铝管和导线的形变会沿导线轴线方向对钢芯产生很大的挤压力,从而造成钢芯断裂。

光纤多股集束型碳纤维复合芯导线耐张线夹的研制

针对光纤多股集束型碳纤维复合芯导线的结构特点,采用液压式压接方法开发了配套金具耐张线夹,研究了影响耐张线夹握力和光纤光传输性能的因素。在结构设计上,该耐张线夹的钢锚有光纤通道,芯棒衬管采用多孔结构设计,具有受力均匀,握力大、兼顾光纤保护的突出优势。试验表明压接长度、液压压力、结构尺寸和搭接长度对耐张金具的握力和光纤光传输性能有重要影响,通过优化结构和压接参数,该配套金具可以与导线有效连接,具有较高的握力,且保证芯棒内植光纤的光传输性,这对于光纤多股集束型碳纤维复合芯导线的推广应用具有重要的意义。

一种专用扭矩传感器在CVT软件标定过程中的应用

无级自动变速器(CVT)钢带打滑是其常见的失效形式之一。为避免钢带打滑,夹紧力标定成为变速箱控制单元(TCU)软件标定的重要内容,而夹紧力主要基于发动机扭矩进行计算而来的。鉴于发动机通过控制器局域网络(CAN)发送至CVT变速器TCU的扭矩信号与实际传输到离合器的扭矩值存在偏差,而CVT变速器基于成本考虑未安装扭矩传感器采集系统导致夹紧力计算因无法准确识别发动机实际输入扭矩而出现偏差。论文创造性地将应变片布置在CVT变速器内采集发动机实际输入扭矩,支撑夹紧力精确控制与标定,最终得出扭矩偏差修正表,有效提升钢带寿命及变速器传动效率。

碳纤维复合芯导线耐张线夹断裂分析

对某220 k V输电线路碳纤维复合芯导线的失效耐张线夹进行结构检测,发现铝管压接标示线定位错误造成压接后局部应力集中,线夹装配不符合规范要求。通过开展耐张线夹楔型夹握力、铝管握力和引流板温升试验,分析了线夹装配、温升对其握力的影响,指出引流板装配不良在大电流下发热使得楔型夹握力下降,铝管升温、承载并断裂致使碳纤维复合芯棒从楔型夹中脱落。提出碳纤维复合芯导线耐张线夹安装和安全运行的技术要求。

高压输电耐张线夹的腐蚀行为及其影响因素

将JY-120/20型压接管和LGJ-120/20型钢芯铝绞线压制成耐张线夹,采用电化学法以及干湿交替周浸法研究了该线夹在不同pH和温度的5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为,测试了电阻并观察了腐蚀形貌,分析了腐蚀影响因素。结果表明:耐张线夹的电阻随腐蚀时间的延长总体呈增大趋势,但由于腐蚀过程中腐蚀产物的生成与脱落,在增大趋势中出现次级波动;腐蚀优先在压接管内部缺陷处发生,逐渐向无缺陷区域发展,并在腐蚀产物脱落的区域向深处发展;随着腐蚀溶液pH的降低或温度的升高,线夹的腐蚀速率增大。

耐张线夹内钢芯铝绞线断裂原因及断口特征

针对一起运行18a的耐张线夹处导线失效事故,采用宏观检查、扫描电镜、力学性能测试及金相组织检验等分析手段,由失效线夹特征及绞线断口形貌、组织性能劣化特点研究了其失效原因和机理。结果表明,耐张线夹铝管一侧压痕明显,另一侧积垢;外层铝股表面有大量腐蚀坑;铝股及钢芯的断面收缩率增加10%以上;铝股、钢芯断口纵向金相纤维特征弱化,钢芯断口颈缩处纤维特征消失。该次断线主要是线夹压接不良致管内钢芯铝绞线与线夹接触面腐蚀,灰尘、腐蚀产物在管内结垢,发热量增加,绞线温升,材质劣化而引起的。

铝合金芯铝绞线耐张线夹研制与压接性能分析

灵州–绍兴特高压直流工程将采用JL1X/LHA1-800/550大截面铝合金芯铝型线绞线,其可降低对杆塔的负荷、提高线路安全性能,并具有线路增容的功能。对于此种导线,国内目前还没有其配套的耐张线夹的相关研究经验,为满足实际工程需要,文中根据此导线的结构特点,设计了两种配套耐张线夹,并完成了两种耐张线夹、多种压缩比方案的比较研究,最终通过试验得到,采用铝合金管作为连接铝合金芯与钢锚的过渡,通过完全压接整根铝合金管,将铝合金芯与钢锚牢固连接,铝绞线采用铝管压接的方式优于直接采用耐张钢锚的钢管压接铝合金芯,铝绞线采用铝管压接的方式。

输电线路耐张线夹典型缺陷探析

通过对近几年输电线路耐张线夹失效案例的调查,并结合规范对试验结果进行了分析,归纳其典型的失效形式,即装配缺陷、设计缺陷和钢锚及铝套管液压缺陷,并提出相应的监督措施,对耐张线夹的设计、液压施工以及确保输电线路安全运行具有重要的借鉴意义。

900mm^2大截面导线压接管优化设计研究

锦屏-苏南±800 kV特高压直流输电工程首次大量应用四层铝股结构900 mm2大截面导线,由于铝钢比大,导线中铝线承担的拉力相对较大,按传统经验设计的压接管对导线的握力不满足标准的要求。为最大程度减小压接引起的铝线强度损失,提高金具对导线的握力,进行了金具的优化设计研究。在分析握力影响因素的基础上,设计了基于不同内径和拔梢长度的铝管的正交试验方案,金具与同一导线压接后进行握力试验,对试验结果进行二元回归分析,得到内径和拔梢长度对金具握力的影响规律。对于900/40导线配套的压接管,在一定范围内增加铝管内径和拔梢长度有利于提高金具握力。推荐了优化的压接管尺寸用于金具制造,工程抽检结果表明优化后金具的性能达到了预期效果。

输电线路耐张线夹开裂原因分析

通过化学成分分析、低倍组织分析、显微组织分析、断口宏观分析及断口扫描电子显微镜分析等方法,分析了750 kV输电线路用压缩型耐张线夹引流板开裂失效原因。分析结果表明,耐张线夹开裂失效的主要原因是耐张线夹内部存在疏松、缩孔和非金属夹杂等缺陷以及化学成分不合格。

220kV同塔双回双分裂导线防覆冰舞动的研究与设计

笔者从线路设计角度进一步定性分析了单(或双分裂)导线覆冰舞动机理,指出使用现有抑舞装置应注意的问题:单导线(地线)耐张线夹和悬垂线夹的固定导线(地线)结构使固定点附近的单导线(地线)扭转刚度很大,易形成偏心覆冰并诱发舞动,进一步扩散至档内中央;绞制的导线单丝沿线不连续覆冰使单丝应力分布不均,以致导线内部不稳借助风力发生自激震荡。将耐张串高压端直角挂板改为2付内弧U形环,实现环—环连接,使靠近杆塔的单导线能够发生一定角度的轴向扭转;将固定式悬垂线夹和固定式间隔棒夹具分别改为可轴向转动的悬垂线夹和防冰雨型360°回转式线夹,单(或双分裂)导线可绕自身反复发生一定程度的轴向扭转,促使单(或双分裂)导线覆冰均匀,破坏单(或双分裂)导线覆冰舞动的条件。双分裂导线由水平排列改为微斜形排列,改变双分裂导线"索梁"或机翼型水平结构,减少湍流效应,减弱背风侧子导线发生震动、失稳程度,破坏双分裂导线较单导线易舞动的条件;为了满足跳线(串)风偏后对杆塔的安全距离,经放样,线路转角40°以内的外侧跳线均宜加装跳线串支架,其两端设跳线伸缩节。以上"导线松绑"的防舞设计理念已应用于烟台220kV金都输电线路设计中。

±800kV特高压输电线路耐张线夹未压区鼓胀缺陷分析

针对某±800 kV输电线路耐张线夹未压区膨胀开裂缺陷,通过宏观检查、解剖分析、渗水试验等综合分析,认为耐张线夹膨胀开裂原因是雨水通过导线线股细微间隙渗入未压区后受冷冰冻膨胀,最终导致耐张线夹膨胀开裂。同时,提出3种耐张线夹更换方案,筛选最优方案进行缺陷消除,并给出运维建议。

架空输电线路耐张线夹X射线检测与分析

为了有效地检测架空输电线路压缩型耐张线夹压接质量、明确判断压接缺陷类型,采用X射线无损探伤技术对线夹进行检测,通过对不同电压等级输电线路的300根耐张线夹进行实地检测,对线夹X光片进行归纳分析,发现线夹存在工艺性和功能性两类缺陷。前者包括钢芯鼓肚、钢锚管变形、钢锚管存在毛刺,后者包括钢锚管处铝管空压、钢锚凹槽处铝管欠压、钢锚处铝管压接错位。通过对不同缺陷种类的出现频次进行统计,发现钢锚凹槽处铝管欠压缺陷占比较多,达23%左右。最后提出相应的避免措施与补救建议,为后续输电线路施工、线夹质量检测等提供理论和实践依据。