不同退火温度下输电导线疲劳性能的实验分析

任贤达 刘佳琼 唐震 武晓刚 陈维毅

任贤达, 刘佳琼, 唐震, 武晓刚, 陈维毅. 不同退火温度下输电导线疲劳性能的实验分析[J]. 高压物理学报, 2019, 33(4): 045902. doi: 10.11858/gywlxb.20180566
引用本文: 任贤达, 刘佳琼, 唐震, 武晓刚, 陈维毅. 不同退火温度下输电导线疲劳性能的实验分析[J]. 高压物理学报, 2019, 33(4): 045902. doi: 10.11858/gywlxb.20180566
REN Xianda, LIU Jiaqiong, TANG Zhen, WU Xiaogang, CHEN Weiyi. Experimental Analysis of Fatigue Performance in Transmission Lines at Different Annealing Temperatures[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2019, 33(4): 045902. doi: 10.11858/gywlxb.20180566
Citation: REN Xianda, LIU Jiaqiong, TANG Zhen, WU Xiaogang, CHEN Weiyi. Experimental Analysis of Fatigue Performance in Transmission Lines at Different Annealing Temperatures[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2019, 33(4): 045902. doi: 10.11858/gywlxb.20180566

不同退火温度下输电导线疲劳性能的实验分析

doi: 10.11858/gywlxb.20180566
基金项目: 国家自然科学基金(11572213)
详细信息
    作者简介:

    任贤达(1989-),男,硕士,主要从事材料结构及力学性能研究. E-mail:359024389@qq.com

    通讯作者:

    陈维毅(1961-),男,博士,教授,主要从事生物力学研究. E-mail:2390398408@qq.com

  • 中图分类号: V216.3

Experimental Analysis of Fatigue Performance in Transmission Lines at Different Annealing Temperatures

  • 摘要: 输电线路是输电网络的重要组成部分。然而,电网输电线路山火频发,严重威胁输电线路的安全运行,因此研究输电导线在山火过后的力学性能特别是疲劳寿命尤为重要。考虑到导线在微风振动中的疲劳破坏主要由其拉伸力的变化引起,为确定山火过后输电导线的力学性能特别是疲劳性能的变化情况,利用恒温管式电阻炉模拟不同的架空输电导线(钢芯铝绞线)受到不同温度的山火烧烤,然后对冷却后的单丝导线进行疲劳拉伸试验,得到疲劳拉伸破坏次数随退火温度变化的规律,并与新导线和真实山火后的导线进行对比。试验结果表明:导线的疲劳极限随着退火温度的增加而减小;退火温度大于250 ℃时,导线的拉伸循环次数急剧下降;退火温度大于350 ℃时,拉伸循环次数趋于稳定。研究结果可为输电线路发生山火情况下的安全运行提供参考。

     

  • 图  4种型号的原始导线

    Figure  1.  Four kinds of original wires

    图  JL/G1A-400/35导线截面图

    Figure  2.  Sectional view of wire JL/G1A-400/35

    图  新导线、真实山火和300 ℃烧过导线的单丝疲劳对比

    Figure  3.  Comparison of monofilament fatigue of new wire and the wires burned by mountain fire and at 300 °C

    图  不同处理温度下3种导线的循环次数

    Figure  4.  Cycle times of three wires at different annealing temperatures

    表  1  4种型号钢芯铝绞线参数

    Table  1.   Parameters of four types of ACSR (aluminium conductor steel reinforced)

    Type of wire Number of
    aluminum wire
    Number of
    steel wire
    Aluminum wire’s
    diameter/mm
    Steel wire’s
    diameter/mm
    Rated tensile
    force/kN
    JL/G1A-400/35 48 7 3.22 2.50 103.67
    JL/G1A-300/25 48 7 2.85 2.22 83.76
    JL/G1A-240/30 24 7 3.60 2.40 75.19
    JL/G1A-300/40 24 7 3.99 2.66 92.36
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    表  2  JL/G1A-400/35导线在不同温度下的疲劳拉伸次数

    Table  2.   Fatigue cycle number of wire JL/G1A-400/35 at different temperatures

    Type of wire T/℃ n
    Outer layer Middle level Inner layer Steel core
    Wire after annealing 150 120 000 120 000 120 000 9 821
    200 113 411 120 000 120 000 9 885
    250 120 000 120 000 120 000 5 065
    300 84 491 94 529 97 456 5 537
    350 9 885 7 521 4 028 4 424
    400 4 383 5 888 6 160 2 858
    450 3 736 3 928 3 722 1 495
    500 2 504 1 144 1 041 956
    New wires 81 071 120 000 79 784 6 054
    Wire after mountain fire 91 824 120 000 71 748 14 549
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-18
  • 修回日期:  2018-06-28

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