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摘要：耐张线夹用于线(包括地线)固定在绝缘子串的鲈鱼,还用作固定锚塔锚,导线或地线固定张力绝缘子串鲈鱼,还继承了电力负荷、高压输电线路的安全稳定运行起着非常重要的作用。液压抗张线夹由铝壳和钢锚组成。钢锚作为主要承重构件，一旦断裂，就会导致钢丝绳断裂、跳闸等恶性事故。钢锚断裂的原因包括:加工制造质量不合格、雨雪渗入铝套管造成的化学腐蚀、压力接头质量不合格等。
关键词：220kV线路；耐张线夹；断裂原因
一、耐张线夹断裂情况
某220kV某输电线路线121号至120号杆塔L3相上子线耐张线夹发生断裂。该线路导线型号为2×JLHA2/G1A-400/50型钢芯铝合金绞线，耐张线夹型号NY-400/50A，是液压型耐张II型线夹。为了方便特征描述，对试样的6个压接面进行编号，如图1所示。
二、断裂耐张线夹试验分析
由于钢锚的断裂位置在铝套管内部，为了保持原有的断裂形态，避免损伤和缺陷来源，本文从宏观到材料再到内部结构进行了研究。分析了无损检测后的无损检测顺序。
1、断裂耐张线夹宏观检查及尺寸测量
1.1铝套管宏观检查
耐张线夹全长约610mm，向一侧弯曲。最大弯曲量为18mm，变形量为2.95%，不符合抗拉线夹压缩后外观质量的标准要求。耐拉夹丝出口变形严重，铝丝管与导流板夹角135°。铝壳外表面有很多划痕和凹坑，在模具装配位置有很多毛边。
1.2断裂耐张线夹铝套管压模质量检查
Ny-400/50a用拉线夹紧铝管后，最大允许余量为47.50mm。使用精度为0.02mm的游标卡尺检查夹紧器附近的侧压模和铝壳喷嘴附近的侧压模边缘设置。铝壳表面有两个凸起。根据铝壳表面的印痕，由于相邻模态没有重叠而形成两个凸起。同时，观察到铝套压花表面的压花尺寸和压花深度不一致。很明显，上模与下模不匹配是造成铝套管弯曲变形的一个重要原因。
1.3断裂耐张线夹钢锚宏观检查
根据设计图要求，带张紧线夹的钢锚应有三个箍圈，如图2所示。断裂的钢锚如图3所示。钢锚的断裂位置在钢锚的第二环箍与第三环箍之间，距钢锚拉环边缘293mm。箍型断裂面三面呈整齐的6边形，压缩破坏，断裂角度为45°。
2、数字化射线照相检测
为了研究内卷曲情况，在失效试验前，对送检的事故断裂试样的拉伸线夹进行了数字化放射线(DR)检查。发现铝管实际卷曲位置与钢锚槽不对齐，卷曲区域有2个未卷曲的钢锚槽和空洞。
3、解剖检查分析
3.1解剖复原
发现钢锚压力管端部断裂与拉紧钳内钢锚残余断裂完全一致，钢锚的两个槽未被压紧，如图4所示。根据ny-400/50a钢锚设计图纸，钢锚的一个箍和槽被压坏损坏。
3.2断口微观分析
在显微镜下观察了钢锚管端部断裂和侧部断裂的情况。图5a中，钢锚定压力管端部断裂大致分为两区:A区为裂缝源区，B区为裂缝瞬态断裂带。首先，A区位于钢锚的损伤区域，这往往是裂缝开始形成的地方。其次，通过对断口裂纹形态的观察，发现径向条纹在A区域收敛，因此判断该区域为裂纹源区域。B区裂纹呈放射状，为裂纹的瞬态断裂带。在图5b中，钢锚管孔口侧裂缝也分为两个区域，对应于钢锚管端部的裂缝区域。
4、钢锚材料试验分析
4.1直读光谱分析
对钢锚取样进行直读光谱分析，检测结果符合GB/T700—2006标准对Q235B的要求。
4.2硬度性能检测
对钢锚试样的布氏硬度进行了测试，五个测点的硬度值均小于157HBW。试验结果表明，钢锚的硬度值符合DL/T757—2009《拉伸钢丝夹》的标准要求。
4.3拉伸性能检测
对钢锚取样进行拉伸试验，结果符合GB/T700—2006标准对Q235B的要求，具体如表1所示。
三、耐张线夹断裂原因分析
a）宏观分析表明，断裂位于钢锚定压力管的端部，外表面有明显的变形损伤。体视显微镜下的断口形貌表明，裂纹源位于压缩节理变形破坏最严重的部位。结果表明，钢锚壳与钢芯的受压接头是造成变形破坏的主要原因。
b）DR检测发现钢锚的两个凹槽没有被压紧，压缩区域没有压实。解剖后宏观检测结果与DR检测结果一致。
c）有限元分析表明，当锚固槽不受压，锚固管端部开裂时，锚固口钢芯附近的应力比具有良好压缩质量的拉紧卡箍的应力增加2.5倍。钢锚管端部裂纹处应力最大，应力值为钢锚极限抗拉强度的2倍。
钢锚断裂的原因是当钢锚被钢绞线压紧时，钢锚管端部发生较大的变形和破坏，并在此形成裂纹源。另外，钢锚的坡口没有被压紧；在非粘结区，原本由铝壳和钢锚壳共同承担的钢丝张力完全由钢锚壳承担。在拉应力作用下，裂纹源处形成较大的应力集中，应力集中逐渐扩大，最终导致钢锚断裂。
结束语
a）建议钢锚栓粘接过程中，质量检验人员应现场拍照并记录粘接过程中的关键点，以便控制粘接工艺、工艺及粘接质量的全过程。
b）建议严格按照标准程序对压缩后的张紧钳进行压缩和粘接质量检查，并按比例绘制张紧钳进行射线检测。严禁将质量检验不合格的张力夹具投入使用，并更换。
c）有限元法是一种有效的数值方法。有限元法将在输电线路故障分析中发挥重要作用，可以模拟各种试验方案，减少试验时间和成本，有效提高产品可靠性，保证电网安全稳定运行。
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论文作者:魏茳彬
论文发表刊物:《城镇建设》2019年16期
论文发表时间:2019/9/26
标签：裂纹论文; 应力论文; 原因论文; 线路论文; 套管论文; 所示论文; 裂缝论文; 《城镇建设》2019年16期论文;