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输电钢芯铝绞线微风振动疲劳损伤机理

输电钢芯铝绞线在野外风的激励下*易发生微风振动,严重威胁到线路的安全运行。目前,架空在野外的输电钢芯铝绞线多以钢芯铝绞线为主,其内外层分别由多股钢铝绞线绕制而成。当线路发生微风振动时,一方面钢芯铝绞线上下振动使得钢芯铝绞线股与股之间相互挤压发生滑移及变形,架空电缆,造成股与股之间接触部位发生微动磨损,从而使线股产生大量裂纹; 另一方面钢芯铝绞线由于振动弯曲产生塑性变形,促进裂纹萌生及扩展并加速钢芯铝绞线疲劳。这2种*长期作用于钢芯铝绞线将造成钢芯铝绞线断股,严重降低钢芯铝绞线的使用寿命。

当前,国际上研究架空钢芯铝绞线微风振动的方法主要有动力学法、能量平衡法以及有限元方法。动力学法和能量平衡法适用于从宏观角度研究钢芯铝绞线在振动下的整体受力情况,利用有限元方法则可以分析钢芯铝绞线的局部受力,如线股间的接触受力。国际上对线夹出口处的钢芯铝绞线疲劳计算已有相关理论支持,线股磨损则缺乏有效理论来评估,利用有限元软件可以有效地对钢芯铝绞线接触磨损进行分析并对一些难以直接测量的接触量进行计算。实验表明,微风振动造成钢芯铝绞线断股往往发生在线夹出口处,文献建立了线夹–钢芯铝绞线体系有限元模型,将钢芯铝绞线等效为单根圆柱形钢芯铝绞线,架空电缆厂家,分析了在不同拉力载荷及悬垂角下,架空电缆价钱,钢芯铝绞线与悬垂线夹间接触应力的分布情况,但该方法于在静态条件而未研究振动下的接触状况。文献构建了0.5m长度的钢芯铝绞线模型,分析了钢芯铝绞线在微风振动下的线股接触状态,但并未对_容易出现断股的线夹出口处钢芯铝绞线进行分析。

现有钢芯铝绞线疲劳理论主要以钢芯铝绞线 89 mm 处振幅与线夹出口处钢芯铝绞线弯曲应力之间的关系为研究目标,本文通过 ABAQUS 有限元软件对线夹出口 89mm 长度的钢芯铝绞线进行建模,分析钢芯铝绞线中铝线股及钢芯在微风振动时的受力磨损程度。同时,利用现有线夹出口应力计算公式对所建立模型的动弯应力与拉力载荷、振幅的关系做进一步研究,并展开分析。

a) 线夹出口处钢芯铝绞线塑性疲劳与钢芯铝绞线振幅关系密切,而钢芯铝绞线两端的拉力载荷对钢芯铝绞线塑性疲劳影响并不明显,当振幅大于 1 mm 后,钢芯铝绞线迅速进入塑性变形阶段萌生出大量裂纹并不断扩展加深,钢芯铝绞线疲劳寿命大幅下降。

b) 线夹出口段钢芯铝绞线邻层铝线股的磨损情况与钢芯铝绞线受到的拉力载荷及 89 mm 处振幅密切相关,当振幅低于 0. 1 mm 时钢芯铝绞线邻层铝线股在接触点处发生粘着磨损,在接触表面并没有微动位移产生,只在接触压力作用下产生局部微裂纹。当振幅大于0. 1 mm 小于 1 mm 时接触点发生较小的微动位移,接触位置处发生滑动磨损,在拉力和微动位移的共同作用下裂纹不断产生并扩展延伸,此时将对钢芯铝绞线安全运行产生影响。当振幅大于 1 mm 时,微动位移和接触压力都快速增加,导致裂纹急剧扩展加深,对钢芯铝绞线的正常工作将产生严重危害。

c) 对钢芯铝绞线内层钢芯的接触压力及微动位移分析显示,内层钢芯_接触压力随钢芯铝绞线两端拉力载荷*而*,一定拉力载荷下,钢芯接触处的_接触压力随钢芯铝绞线振幅变化微小,钢芯接触点处的微动位移随振幅*而*。同时发现钢芯间的微动位移远比铝线股间的微动位移小,仅达到微米级别。

d) 结合数值计算结果可以发现,当振幅达到 1 mm 时线夹出口附近邻层铝线股接触磨损急剧增强,裂纹产生及扩展速率加快,加之钢芯铝绞线进入塑性变形阶段加剧裂纹扩展汇合,长时间工作在振幅大于 1 mm 的环境中将使钢芯铝绞线寿命严重降低,危及线路的安全运行


浅谈架空电缆附件基本知识是有哪些?

架空电缆电缆附件是指电缆线路中各种电缆的中间连接及终端连接件,它与电缆一起构成电力输送网络。随着电缆制造技术的不断发展,电缆附件经历了浇注电缆附件、绕包电缆附件、架空电缆热缩电缆附件、预制电缆附件及冷缩电缆附件等几个阶段.目前应用为广泛的是热缩电缆附件、预制电缆附件和冷缩电缆附件。

(1)绕包式:用制成的橡胶带材(自粘性)现场绕包制作的电缆附件称为绕包式电缆附件,该附件易松脱、耐火性较差、寿命短;

(2)浇灌式:用热固性树脂作为主要材料在现场浇灌而成,所选的材料有环氧树脂、聚氨脂、丙0烯酸脂等,该类附件的致命缺点是固化时易产生气泡;

(3)模塑式:主要用于电缆中间连接,架空电缆在现场进行加模加温,与电缆融为一体,该附件制作工艺复杂且时间长,亦不适用于终端接头;

(4)冷缩式:用硅橡胶、三元乙丙橡胶等弹性体先在工厂预扩张并加入塑料支撑条而成型。在现场施工时,架空电缆抽出支撑条使管材在橡胶固有的弹性效应下玲收缩在电缆上而制成电缆附件 该附件适合于不能用明火加热的施工场所,如矿山、石油化工等;


5)热缩式:将橡塑合金制成具有“形状记忆效应 的不同组件制品,在现场加热收缩在电缆上而制成的附件。该附件具有重量轻、施工简单方便、运行可靠、价格低廉等特点

(6)预制式:用硅橡胶注射成不同组件,一次硫化成型,仅保留接触界面,在现场施工时插入电缆而制成的附件。该施工工艺将环境中不可测的不利因素降低到较低程度,因此该附件具有巨大的潜在使用价值,是交联电缆附件的发展方向,但制造技术难度高,涉及多种学科及行业。预制式附件在电缆的三叉口及屏蔽口以下的安装材料仍采用热缩材料,因此实际上是预制式和热缩式的组合。




电缆规格就是电线电缆的芯数和截面尺寸的表示法的含义。电力系统采用的电线电缆产品主要有架空裸电线、汇流排(母线)、电力电缆(塑料线缆、油纸力缆(基本被塑料电力电缆代替)、橡套线缆、架空绝缘电缆)、分支电缆(取代部分母线)、电磁线以及电力设备用电气装备电线电缆等。

1.通常表示法

①单芯分支电缆规格表示法:同一回路电缆根数*(1*标称截面电线电缆), 0.6/1KV,

如:4*(1*185) 1*95 0.6/1KV

②多芯同护套型分支电缆规格表示法:电缆芯数×标称截面-T,如:4×25-T

2.详细表示法

因为分支电缆包含主干电缆和支线电缆。而且两者规格结构不同,因此有两种表示方法:

①将主干电缆和支线电缆分别表示,架空电缆型号,

如:干线电缆:FD-YJV-4*(1*185) 1*95 0.6/1KV

支线电缆:FD-YJV-4*(1*25) 1*16 0.6/1KV

这种方法在设计时尤为简明,可以方便地表示出支线规格的不同

②将主干电缆和支线电缆连同表示,如:FD-YJV-4电线电缆规格*(1*185/25) 1*95/16 0.6/1KV


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