架空地线预绞丝端口断裂机理的试验分析

预绞丝端口可能会因工频短路电流流经架空地线时发生断股甚至断线,从而影响电网的安全稳定运行;因此,有必要探究架空地线预绞丝端口的断裂机理。分析一起发生在预绞丝端口的架空地线断线事故,提取事故样品特征并对断线机理进行初步推测。设计并搭建试验平台对缠绕预绞丝的架空地线施加工频短路电流,从而还原工频短路电流流经架空地线预绞丝端口时的实际情况,结合事故断线样品的分析结果与试验研究结果,总结架空地线预绞丝端口的断裂特征以及断裂机理。研究表明:当工频短路电流流经缠绕预绞丝的架空地线时,预绞丝端口会产生剧烈的放电现象(包括电火花放电和电弧放电),电流的热效应与放电的热量会使预绞丝端口出现局部高温,导致架空地线机械强度骤降,最终无法承受两侧的轴向拉力而发生断裂。所总结的架空地线预绞丝端口的断裂特征可为后续相应的防范措施研究提供参考与指导。     

全张力预绞丝修复导线爆压接头

220kV杨九线爆炸压接管端部的导线,由于微风振动造成2次断线事故。采用了全张力预绞丝(缠绕在爆压接头外侧)加固补强,经2年运行,未发现预绞丝与爆压接头滑移现象,运行情况良好。而且经济实用,施工方便。     

架空地线与预绞丝端口接触压力的仿真分析

架空地线断线事故严重影响电网稳定运行和国民经济建设的发展。为此建立预绞丝与地线接触端口的结构场仿真模型对预绞丝与地线之间的单个接触点的接触压力进行分析研究,同时提出一种将预绞丝径向形变转化为等效轴向拉力的计算方法,用于获取建模仿真时所需的边界条件。首先将预绞丝径向形变转化为轴向等效拉力并作为仿真激励,结合对材料结构场参数的分析,计算得到架空地线与预绞丝之间单个接触点的接触压力;继而基于稳态结构场仿真模型,通过改变预绞丝材料和预绞丝节距分别探究材料属性和节距大小对地线接触点压力的影响;仿真结果表明预绞丝的节距和切变模量是影响接触压力的主要物理参数,即:对于相同节距的预绞丝,材料的切变模量越大,其接触压力就越大;而对于同种材料的预绞丝,预绞丝节距越小,则接触压力就越大。     

输电线路预绞式防振锤对导线磨损机理及预防措施研究

近年来预绞式防振锤在微风振动严重地区陆续发生了磨损导线的情况,若导线磨损未及时发现,后期磨损加速,可能发生导线断股、甚至断线的严重后果.针对磨损类型和表现形式的多样性,设置不同的运行场景,考虑不同的环境因素,分析预绞丝根数、直径、节距等参数对磨损现象的影响程度,对其与导线的磨损机理进行深入研究.对典型导线及预绞式防振锤...     

架空地线悬垂线夹电流密度分布的仿真研究

架空地线断线事故严重影响电网的稳定运行,分析地线悬垂线夹内部的电流密度分布对研究发生在线夹内的断线机理具有重要的意义。首先建立接触部位的热路模型,分析了接触部位电流密度与其温升的关系;建立与实际接触点分布一致的地线悬垂线夹多接触点有限元仿真模型,并利用所建立的有限元仿真模型获取了线夹内部的电流密度分布;最后研究了预绞丝材料钢的相对磁导率对线夹内电流密度分布的影响。研究结果表明:在工频短路电流的作用下,发热瓶颈点位于地线悬垂线夹船体与绞线的接触界面外侧,此处电流密度值最大,温升也最高;钢的相对磁导率越大,线夹船体与绞线的接触界面外侧的电流密度越大,由此造成的温升也越高。     

输电导线微风振动疲劳损伤机理

导线长时间微风振动会导致导线断股,危及线路安全运行。针对这种现象,首先利用有限元仿真软件对LGJ150-25钢芯铝绞线进行建模;其次,对导线线股间接触磨损进行分析,评估接触裂纹的产生及扩展程度;最后,结合现有导线疲劳理论对导线断股机理展开分析。结果表明:导线内层钢芯主要作用在于承重,最内层及次内层钢芯接触处的磨损及裂纹产生速率远不及外层铝线股,最外层与次外层铝线股接触处在振幅小于0.1 mm时发生粘着磨损,大于0.1 mm时发生滑动磨损,当振幅大于1 mm时,在接触磨损及塑性变形共同作用下,线夹出口相邻层铝线股接触处将产生大量裂纹,同时裂纹急剧扩展加深,严重威胁输电线路的正常运行。     

110 kV线路钢芯铝绞线断裂分析

某110 kV输电线路钢芯铝绞线运行22年后断裂,导致接地距离I段动作跳闸,严重影响了线路的安全稳定运行。通过运行情况调查、宏观检查、扫描电镜分析、力学试验、材质分析等技术方法对导线断裂原因进行分析。结果表明,钢芯铝绞线中铝线抗拉强度偏低,表面磨损导致承载力进一步降低,在特殊气象条件下被逐渐拉断是本次故障的主要原因。针对断裂原因,提出了评估同批次导线运行安全可靠性、加强同批次导线断股情况巡视、严格把控新入网导线质量的防护建议。     

基于有限元的预绞式耐张金具发热故障分析

对输电线路掉线部分故障的统计数据表明,金具损伤是造成高压架空输电线路掉线的主要原因。针对某地使用预绞式耐张金具的典型高压架空输电线路,用Flir红外热像仪观测到预绞丝存在发热情况。为了研究集肤效应对预绞丝发热现象的影响,本文运用ANSYS有限元软件仿真预交丝的磁场及电流密度分布云图,进行数据处理分析。最后,结合典型案例,将仿真结果和观测数据对比发现,预绞丝的绝缘涂层被破坏后,集肤效应对预交丝故障的影响不容忽视,会使预绞丝被拉长,出现缩颈而最终断裂。本文研究成果可以运用到运行状态的预绞丝耐张金具探伤当中,避免由集肤效应引起的掉线事故,保证线路的可靠连接,提高电网运行的稳定性。     

架空导线用钢芯铝绞线张力分层特性研究

以钢芯铝绞线720/50架空导线作为研究对象,根据钢芯铝绞线的结构、材料特性和绞制特点,结合导线在实际运行过程中的强度设计要求,利用ABAQUS软件建立了导线各层股线有限元模型,确定其应力、应变分析的边界条件,运用合理的软件分析类型和计算模式,模拟导线在运行过程中所受张拉力后的应力分布规律。分析结果表明,在10%额定拉断力的张拉力作用下,铝股中最外层铝线的应力最大,外层铝股受力要依次大于相邻内层,铝股外层在张拉力下首先产生失效的可能性较大。     

500 kV输电线路子导线断裂原因分析

针对某500 kV输电线路六分裂导线中子导线断裂事故,进行了材质试验、有限元仿真计算和断线综合分析。结果表明,子导线断线是由于导线受扭转剪切应力导致部分铝股先剪切断裂,再由脱冰形成的动张力和覆冰静力荷载联合作用所致。在分析结果的基础提出了运行维护和整改措施,为避免类似事故发生提供参考。     

碳纤维复合芯铝导线张力架线施工技术

在宁夏大坝—青铜峡甲、乙、丙220 kV输电线路增容改造工程中,为了解决JRLX/T-350/40碳纤维复合芯导线施工中出现的芯棒内缩、芯棒断裂、导线松股和外层铝股损伤等问题,通过对导线结构及特性分析,采用缩短放线段、分散压接、改变导线连接工艺、投入大轮径张力机和放线滑车等方法,优质地完成了线路改造施工。结果表明：该施工技术完全满足碳纤维复合芯导线施工要求,改造后线路的输电能力及事故情况下抵御风险的能力成倍提高,满足了电网安全稳定供电的需要。     

GTACSR288间隙型耐热倍容量导线的架线施工

江苏电网在对老线路进行增容改造中,首次采用新型GTACSR288间隙型耐热倍容量导线。与普通导线相比,倍容量导线架线施工工艺上的差异,主要表现在:导线紧线施工段控制在5～8档之内或者紧线档距不超过2000m,当实际情况超过这2个数据之一时,就必须在当中直线塔上设置"假耐张装置";导线紧线主要分为初次导线紧线和最终钢芯紧线2步,分别对应70%张力和100%张力2次不同的紧线张力;导线钢芯紧好后,需要静止悬挂于塔上12h后方可进行压接挂线操作。     

碳纤维复合芯铝绞线投运后的电晕异常分析

基于河慈4P67、河溪4P68碳纤维复合芯铝绞线(ACCC)在雨天和晴天的不同电晕放电情况,进行了实验室模拟试验,试验结果表明:在干燥情况下,相同截面的ACCC导线比普通钢芯铝绞线(ACSR)的起晕电压高;湿润状态下,相同截面的新ACCC导线比ACSR导线的起晕电压低。     

ACCC导线芯棒高温“竹节”现象浅析

ACCC 导线整体上无疑是一种性价比优良的新型架空输电导线,能有效提高载流量,提高线路输送能力。但也有其自身的弱点,通过对ACCC 导线进行不同状态的耐高温性能试验,发现该导线耐张跳线段的碳纤维复合芯棒表面高温运行时会出现“竹节”现象,在设计中应予特别关注。建议直线段采用ACCC 导线时,耐张跳线段最好用常规的ACSR 钢芯铝绞线或采用耐热铝合金导线按双分裂布置。     

一种结构稳定的大截面扩径导线设计

提出一种大截面扩径导线设计新思路,铝股外层采用圆线密排,支撑层采用型线疏绞。通过电磁环境控制要求和输送容量确定大截面扩径导线结构设计的边界条件,外径为42.88 mm,导电截面为780 mm2。对JLXK/G2A-780（1000）/80-42.88扩径导线进行结构和参数设计,技术经济分析表明其初期投资较8×1 000 mm2常规导线方案低。全寿命周期内,在电价较低、损耗小时数较小时,扩径导线方案经济性优于8×JL/G2A-1000/80导线方案。借助扩径导线截面稳定性计算机仿真程序进行计算分析,得到其临界跳股张力为25%额定拉断力（rated tensile strength,RTS）。将试制样品通过试验设备进行结构稳定性验证,得到其临界跳股张力为25%RTS,与模拟结果一致。综上所述,大截面扩径导线JLXK/G2A-780（1000）/80-42.88,截面稳定性好,适用于电磁环境要求高、利用小时数低的工程。     

悬吊式电容塔连接导线断裂原因分析

±800 kV某换流站遭受台风袭击,直流滤波器场悬吊式电容器塔C1低压端发生了导线断裂故障,导致直流滤波器跳闸退出运行。本文通过开展断裂导线的扫描电镜(SEM)检测、化学成分(ICP-OES)检测等,分析了断裂机理;建立电容器塔有限元模型,计算分析风载荷下电容器塔结构响应。结合仿真计算结果,最终得出导线断裂原因为设计过程中未考虑到电容器塔在风荷载工况下存在位移。在强风作用下,电容器塔摇摆使铝绞线受到拉伸和挤压,长时间影响造成疲劳损伤、拉断。建议新建直流工程,在前期设计过程中应充分考虑电容器塔位移及长期运行要求,提高该段导线的设计裕度。     

传输线中趋肤效应的介绍及仿真

受趋肤效应的影响,在导线中分别流经高频电流和直流电流时,在导线横街面上的电流密度分布情况截然不同。详细介绍了趋肤效应的理论基础、考虑趋肤深度时导线电阻的计算公式,并利用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件分别对圆形导线和矩形导线2种导线在不同频率情况下的趋肤效应进行了建模仿真,得出了导线的趋肤效应现象图。并通过对比不同频率时导线横截面的电流密度分布情况,验证了随着频率的升高,趋肤深度将越小,导线的电阻损耗越大。     

应用小生境遗传算法优化导线钢芯断股漏磁检测传感器

输电线路的钢芯铝绞线在运行中可能发生钢芯损伤、断股现象,及时检测和诊断对于保证电网的安全运行具有重要意义。采用巡线机器人对钢芯损伤、断股进行检测是一种具有较好前景的方法。设计一种基于钢芯损伤、断股后形成的漏磁进行检测的传感器,采用48H号钕铁硼稀土永磁铁磁化输电导线钢芯,以永磁铁、导磁体沿导线的径向宽度和轴向长度为变量,以传感器质量作为优化目标,应用搜索能力强、收敛速度快的小生境自适应遗传算法优化传感器的结构尺寸。结果表明,在满足对导线钢芯磁化强度要求下,传感器的质量显著降低,有效提高了巡线机器人的携载能力,且所提方法具有通用性,适用于不同规格导线钢芯断股检测的漏磁传感器设计和优化。     

Prediction of the Temperatures in a Three-Core Distribution Cable and Splice with Load Changes

A finite difference method is used to compute the temperatures in a 33 kV three-core cable and splice buried in the ground. The system is reduced to a two-dimensional field problem by replacing the three-core cable of the same conductor section but with thicker insulation which gives the same conductor temperature. The assumptions made are fully discussed in a previous paper.It is seen that the rate of rise of temperature is higher in the cable than in the splice.     

Temperature distribution within an ACSR conductor during large current flow

In this paper, the temperature distribution within an ACSR conductor was precisely measured and examined, conducted as part of a series of studies on large currents in transmission lines. The study results may be summarized as follows: (1) The temperature difference within the conductor cross section increases as the square of the current; however, even at a current equal to 50% more than the allowable current, the maximum temperature difference within the aluminum components is from 5 °C (ACSR 410 mm²) to 6 °C (ACSR 810 mm²). (2) The results of measurements of the conductance between outer‐layer and inner‐layer aluminum strands in the conductor, and analysis of the current distribution in the inner and outer layers, indicated that even if the conductance were to drop sharply to 10,000 S/m, any inhomogeneity or concentration in the current distribution at a conductor connection joint has disappeared by 1.5 m or so from the tip of the joint. (3) According to measurements of the conductor temperature near a joint, the electrical resistance of the joint is lower than that of the same length conductor, so that the conductor temperature falls for 0.5 m or so from the tip of the joint. (4) Based on the above findings, the temperature distribution within an ACSR conductor accompanying the passage of large currents can be regarded as nearly uniform both across the conductor cross section, and in the conductor length direction. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 140(4): 38–45, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10041