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高压输电导线微动损伤及微动疲劳寿命预测

陈浩宾  
【摘要】: 在高压电力输送过程中,较多采用的是架空导线的电力输送方式。由于架空导线大部分是在野外运行,长期受到风力影响,使导线处在不断的振动过程中。久而久之,就会产生疲劳断股,甚至整根导线断裂,引起事故。在架空导线的失效形式中,导线的微动损伤是最为普遍的一种。因此,研究高压输电导线的微动损伤具有重要意义。 本文主要针对高压输电导线微动损伤产生的原因以及失效情况进行研究。选用常用的高压输电导线——LGJ150/25型钢芯铝绞线作为研究对象,在自制的微动试验设备上进行微动损伤试验。试验主要包括了导线的微动磨损与微动疲劳两个部分。通过对导线的进行微动磨损试验,研究了导线的微动磨损机理,对导线不同接触部位的磨损斑形貌进行了分析。根据磨损斑形貌的分布规律将导线的微动区域划分为微动粘着区、微动滑移区以及微动混合区。对导线的各个微动区域内磨损斑形貌特征、产生的原因进行了研究,并对不同微动振幅下微动混合区域内裂纹的产生的原因以及特点进行了分析。 在自制的微动试验设备上选取不同弯曲振幅对导线进行微动疲劳断裂试验,试验结果表明较大的微动振幅下,微动混合区域导线的微动疲劳寿命较短。对导线微动疲劳断口形貌进行了对比及区域分析,认为导线的微动疲劳断裂是由于导线表面的微动磨损引起的。利用断裂力学的方法对导线的微动疲劳寿命进行计算,选取了合适的参数,引入了综合参数因子β,并求出了β值大小,预测结果与实际值相对误差较小。


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