超高压线夹端子断裂失效分析

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1、第37卷第4期华电技术Vo1．37No．42015年4月HuadianTechnologyApr．2015超高压线夹端子断裂失效分析陈家权，刘福营，苏光耀，黄海鑫，吴根深(广西大学机械工程学院，南宁530004)摘要：针对某站超高压变压器断裂线夹端子断裂失效的问题，通过材料力学性能测试、金相组织分析、试样断口分析及有限元计算，确定线夹端子材料存在微气孔及铸造缩孔(或疏松)等缺陷、线夹端子安装时螺栓预紧力过大为断裂失效的主要原因，提出了改进建议。关键词：超高压输电；线夹端子；断裂失效；断口分析；有限元计算中图分类号：TH114文献标志码：A文章编号：1674—1951(2015)0

2、4—0028—041问题的提出2线夹端子材料力学性能测试超高压或特高压输电具有每千米相对投资少，参照GB／T228-2002{金属材料室温拉伸试样每千瓦时电输送百千米相对成本低，金属材料消耗方法》⋯，采用线切割在断裂线夹端子上割取毛坯，量少以及线路走廊利用率高等优势，在输变电工程机械加工成3根圆形拉伸试样，试样标称直径为10建设或改造中逐渐得到广泛应用。线夹端子是连接mm，标距为100mm；使用WDW3100微机控制电子变压器和导线的必要金具，线夹端子与变压器的稳式万能试验机对加工成的试样进行拉伸试验，测量固结合有利于降低接触电阻，保证变压器安全运行。其常规力学性能。由试验结果可

3、知，线夹端子材料超高压变压器的连接线夹端子一般采用铜合金铸造的抗拉强度、屈服强度、弹性模量、断面收缩率的平成型，由于铸造线夹端子中普遍存在气孔、夹渣、缩均值分别为441．20MPa，319．72MPa，106GPa和孔和疏松等铸造缺陷而影响其力学性能。如果超高11．94％，说明材料的力学性能较好，可以满足线夹压变压器接线线夹端子出现断裂，将因接触电阻的端子的夹持要求。增加而引起变压器导电柱过热甚至熔断，引起变压3显微组织及断口分析器过热燃烧而造成重大损失和灾难。本文根据某变电站提供的超高压变压器断裂线夹端子，通过对其3．1金相组织分析和成分测定材料的力学性能测试、显微组织分析、断

4、口分析以及根据YS／T449-2002{铜及铜合金铸造和加工有限元计算，查找线夹端子断裂的原因。某变电站制品显微组织检验方法》及《加工铜及铜合金金超高压变压器断裂失效的线夹端子如图1所示。相图谱》的相关要求，使用断裂线夹端子材料制备出符合标准要求的金相试样。使用Neophot／000360光学显微镜对金相试样进行金相组织分析，使用S一3400N扫描电子显微镜对其进行能谱分析，以确定其基本元素组成和含量。图2～图4为试样组织形貌图。由图2可以判断材料组织为+混合相组成，晶粒粗大；由图3可以看出，晶粒中均布有较多的气孔；由图4可见晶粒之间存在明显缩孔(或疏松)缺陷。扫描电镜能谱测定结

5、果(成分能谱峰值曲线)如图5所示，根据能谱峰值可确定线夹端子材料含cu58．2％、含zn41．8％，相当于H59的铜锌合金。3．2断口形貌观察图1线夹端子断裂失效实例照片分别从断裂线夹端子残体初始断裂位置处和拉伸断裂试样残体断口处割取断口试样，使用S一3400N扫收稿日期：2014—09—09；修回日期：2015—01—2O描电子显微镜对断口试样进行观察分析。·38·华电技术第37卷机组热耗保证(THA)工况额定抽汽温度的差值见常范围内。表3，从表3可以看出：1，2机组各段抽汽中，除(3)经分析认为，1，2机组各段抽汽温度偏1机组二段抽汽温度略低于THA工况对应的额定高的原因为1

6、，2机组隔板汽封变形，引起级间漏抽汽温度外，其余各段抽汽温度均明显高于额定值，汽增加，因此，应利用大修机会，对1，2机组隔板1机组七段A抽汽温度比额定值高101．7oC，2机汽封进行检查处理。组七段B抽汽温度比额定值高110．4cC。抽汽温度(4)利用停机机会，对1，2机组高、低加进行升高，会直接导致加热器端差增大，效率降低。内部检查，确保水室内部的分程隔板、水室包壳板或表3565MW负荷下各段抽汽温度与管子与管板连接处无泄漏。THA工况额定抽汽温度差值℃参考文献：抽汽温度差值抽汽系统——1机组2机组[1]黄树红．汽轮机原理[M]．北京：中国电力出版社，2008．[2]梁艳波，王

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