碗頭

在輸電線路中，碗頭掛板起到懸掛絕緣子串和懸垂線夾的作用，承受著較大的工作應力，其安全性能對輸電線路至關重要，因此需要對碗頭掛板各部件設計的合理性進行深入研究。

基本介紹

• 中文名：碗頭
• 套用：工業
• 主要用途：電路配件

簡介

概述

碗頭掛板作為電網建設中重要的連線金具，主要用於連線懸垂線夾與絕緣子串，與其他配件配合起到連線導線和絕緣的作用。通過對國內各大輸電線路的故障分析可知，輸電線路的癱瘓主要是由於電力金具存在不同程度的磨損與斷裂，因此需要對電力金具進行強度分析以及結構的改進最佳化。

斷裂原因

運行承受所掛導線的靜載張力及風、雨、雪、冰凌等對導線的作用，增大了失效碗頭的應力水平。同時，失效碗頭所在的鐵塔處於熱電廠附近，電廠中長期排放的大量水蒸氣、煙氣等含有腐蝕性介質(如SO_2、H₂S、NaCl 等) 的工業氣體，完全可能穿過鑄件表面並不緻密的鍍鋅層，直接腐蝕鑄件金具的基體。此次分析的斷裂失效碗頭中存在大量的表面和心部裂紋，其特徵完全屬於晶間腐蝕和應力腐蝕，碗頭鑄件的突然斷裂就是這種雙重腐蝕破壞的結果。另一方面，雙聯碗頭鑄件中存在的球化不良、氣孔以及縮松等鑄造缺陷，也嚴重弱化了材料基體的力學性能，從而加速了腐蝕裂紋的擴展進程。由於碗頭鑄件長期承受著一定的應力，在腐蝕性環境和應力共同作用下，在鑄件表面的缺陷處會產生裂紋源，並快速沿晶界向內部擴展，造成碗頭鑄件的應力腐蝕斷裂。

防止金具斷裂的措施

還沒有很好的方法對運行線路金具的裂紋監測，為防止類似事件發生，只能通過金具的出廠驗收、安裝和運行登檢來進行預防和檢查。

a.對重要線路和高電壓等級線路金具在出廠前要求廠家進行磁粉探傷和抗拉試驗。

b.加強線路施工部門金具安裝前的檢查，特別是金具在施工過程中要受到較大的施工載荷，個別金具可能發生裂紋，線上路投運前要再進行一次認真登檢。

c.對已經發生金具腐蝕和有裂紋的線路，要結合停電進行登檢(利用10 倍放大鏡進行檢查)。

d.對已運行20 年的重要線路，應根據資金情況對受力大的重要鑄造金具進行更換，也可對金具進行抽樣檢查後確定更換方案。

材料金相分析

金相分析結果證明，雙聯碗頭的製造材質是鐵素體球墨鑄鐵，鑄件中存在嚴重的球化不良、縮松、氣孔等鑄造缺陷。這些缺陷的存在將直接降低材料的力學性能。金相分析中還發現失效的雙聯碗頭鑄件的表面和內部都存在大量長短不一的裂紋，裂紋均起源於表面呈分枝和直線狀沿晶界向內快速擴展，具有明顯的腐蝕裂紋的特徵。掃描電鏡觀察分析結果說明，雙聯碗頭表面的鍍鋅層並不緻密，存在外界氣體侵入的通道。碗頭基體中的裂紋均起源於鑄件表面的缺陷和晶間開裂處，在表面鍍鋅層之下普遍存在較淺的晶間開裂。

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