焊缝缺陷对管母线导电性能和发热的影响研究

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1、ClassifiedIndex:TM241U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEffectofWeldDefectsontheTubularBus-barConductivityandHeatGenerationCandidate：GuodongHanSupervisor：Prof.ShutingWanSchool：SchoolofEnergy,PowerandMechanicalEngineeringDateofDefence：March,2015Degree-Conferr

2、ing-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《焊缝缺陷对管母线导电性能和发热的影响研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《焊缝缺陷对管母线导电性能和

3、发热的影响研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于（请在以上相应方框内打“√”）：保密□，在年解密后适用本授权书不保密□作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文摘要随着国民经

4、济技术水平的提高，电网规模不断扩大，管母线在电网建设中得到广泛应用。管母线的焊接质量是影响其综合性能的关键因素，本文针对管母线焊缝中气孔、未焊透、裂纹等焊接缺陷，以220kV变电站普遍采用的φ150×7型管母线为例，采用X射线数字成像系统对实验样品进行检测，确定了焊缝缺陷类型和宏观尺寸，并对实验样品进行通流实验，利用红外热成像技术研究了不同类型焊缝缺陷对管母线发热的影响。本文首先根据220kV管母线的基本参数和特性，介绍了管母线的焊接工艺和焊接特性，分析了各种常见焊缝缺陷的基本特征和形成原因；其次，利用X射线数字成像系统对预先加工有焊接缺陷的实

5、验样品进行检测，确定了X射线检测参数和照射方法，根据软件测量的数字图像中缺陷尺寸，推导了焊缝缺陷实际尺寸的计算公式；同时，根据电磁感应原理，利用升流器电流互感器对管母线实验样品加载电流，采用Fluke红外热像仪检测焊缝周围温度变化，分析了常见焊缝缺陷实验样品在不同负载电流下焊缝与周围温差的变化，并与无缺陷实验样品数据进行对比，得到了不同焊缝缺陷对管母线发热的影响程度和变化规律；最后，采用有限元方法对管母线二维温度场发热损耗进行了计算，分析了环境条件对管母线温度场的影响，得到了管母线二维温度场分布曲线；建立了不同焊缝缺陷的管母线三维有限元模型，分

6、析计算了焊缝缺陷对管母线发热的影响，并与实验结果进行了对比，验证了仿真计算结果的可靠性，这对于管母线焊缝质量现场检测提供了重要方法和参考依据。关键词：管母线；焊缝缺陷；导电性能；发热；X射线检测；I华北电力大学硕士学位论文AbstractWiththeimprovementofthenationaleconomytechnicallevelandthepowergridexpanding,tubebushasbeenwidelyusedinthepowergridconstruction.TubeBusweldingqualityisakeyf

7、actorofoverallperformance.Inthispaper,accordingtotubebusweldsporosity,incompletepenetration,cracksandotherwelddefects,as220kVtransformersubstationcommonlyusedφ150×7tubebusforthestudy.UsingofX-raydigitalimagingsystemtodetecttheexperimentalsamplestodeterminethetypeandmacroscop

8、icdimensionsofwelddefects.Throughtheflowexperiments,usingofinfraredthermali