500kV架空輸電線路球頭掛環(huán)斷裂分析

雷國(guó)偉　周亞兵　王偉

摘要：文章對(duì)500kV架空輸電線路發(fā)生球頭掛環(huán)斷裂故障情況進(jìn)行了介紹，通過(guò)對(duì)金具受力及斷裂表象、材質(zhì)、金相等方面的分析，得出引起球頭掛環(huán)金具斷裂的原因，提出了在金具到貨抽檢時(shí)增加硬度和金相檢測(cè)、金具金屬質(zhì)量管理機(jī)制建立等針對(duì)性預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：500kV架空輸電線路；球頭掛環(huán)；斷裂分析；故障設(shè)備；金具受力

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）36-0026-02

1 故障設(shè)備情況

500kV一線為2008年6月30日投產(chǎn)運(yùn)行，全長(zhǎng)132.5km（全線與二線同塔架設(shè)），導(dǎo)線型號(hào)4×630/45。發(fā)生球頭掛環(huán)斷裂（型號(hào)為QP-21S）的#132號(hào)塔，與前后桿塔高差不明顯，故障段設(shè)計(jì)覆冰厚度0mm，絕緣子串為懸垂單串，垂直檔距274m，水平檔距415.5m。金具組裝設(shè)計(jì)及安裝合理，故障前絕緣子串轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不存在傾斜。

3 金具試驗(yàn)情況

3.1 外觀分析

經(jīng)斷口宏觀檢查，球頭掛環(huán)上半段圓弧部分銹蝕嚴(yán)重；由圖1（b）可見，A、B、C斷面均為明顯的脆性斷口，D斷面經(jīng)歷明顯的塑性變形，其中A、B斷面與銹蝕嚴(yán)重的上半段圓弧部分相連。另外，還可見球頭掛環(huán)側(cè)面有一條明顯的裂紋，如圖1（c）所示，沿著D斷面與圓弧的交界處，往球頭掛環(huán)的下半部分?jǐn)U展。球頭掛環(huán)無(wú)磨損現(xiàn)象。

4 金具斷裂原因分析

金具組裝設(shè)計(jì)及安裝合理，運(yùn)行工況未超出設(shè)計(jì)使用條件，可排除設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量問(wèn)題。

宏觀觀察結(jié)果表明，球頭掛環(huán)整體斷裂為明顯的脆性開裂，還可見球頭掛環(huán)側(cè)面有一條明顯的裂紋；上半段圓弧部分疑首先開裂；斷面未見明顯的疲勞紋，可排除疲勞引起的斷裂。

成分分析結(jié)果表明，球頭掛環(huán)成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3077-1999對(duì)40Cr的要求。

硬度測(cè)試結(jié)果表明，球頭掛環(huán)的硬度值高于廠家作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)定的硬度范圍，硬度不合格。

球頭掛環(huán)取樣分析結(jié)果表明，顯微組織為馬氏體+少量鐵素體，硬度明顯偏高，由此判斷球頭掛環(huán)在出廠前熱處理工藝控制欠佳。另外，球頭掛環(huán)上半段圓弧斷裂時(shí)明顯分成了兩部分，呈脆性斷裂，疑鍛造工藝控制欠佳，形成鍛造缺陷。

綜上所述，分析認(rèn)為此次球頭掛環(huán)斷裂原因是出廠前熱加工工藝控制欠佳，導(dǎo)致未獲得均勻彌散分布的理想組織，造成材料硬度偏高，塑韌性略差，可能運(yùn)行初期或者運(yùn)行前已有肉眼無(wú)法辨認(rèn)的細(xì)小的微裂紋，微裂紋基本上沿原奧氏體晶界擴(kuò)展，從而造成此次球頭掛環(huán)脆性開裂。

5 防止金具斷裂針對(duì)性措施

（1）對(duì)全線該廠家同批次的球頭掛環(huán)進(jìn)行普查，發(fā)現(xiàn)有裂紋的及時(shí)予以更換。對(duì)全線同批次球頭掛環(huán)進(jìn)行材質(zhì)和性能抽檢，以進(jìn)一步確定該批次有無(wú)質(zhì)量問(wèn)題；（2）開展此類入網(wǎng)設(shè)備到貨質(zhì)量抽檢，增加硬度和金相組織檢驗(yàn)項(xiàng)目，以防止熱加工工藝不當(dāng)導(dǎo)致的類似故障再次發(fā)生；（3）提高對(duì)線路金屬質(zhì)量監(jiān)督重視程度，進(jìn)一步完善對(duì)金屬質(zhì)量監(jiān)督檢查的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立金屬質(zhì)量可追溯的有效機(jī)制。

作者簡(jiǎn)介：雷國(guó)偉（1972-），男，清遠(yuǎn)供電局工程師，研究方向：輸電線路運(yùn)行與檢修。

摘要：文章對(duì)500kV架空輸電線路發(fā)生球頭掛環(huán)斷裂故障情況進(jìn)行了介紹，通過(guò)對(duì)金具受力及斷裂表象、材質(zhì)、金相等方面的分析，得出引起球頭掛環(huán)金具斷裂的原因，提出了在金具到貨抽檢時(shí)增加硬度和金相檢測(cè)、金具金屬質(zhì)量管理機(jī)制建立等針對(duì)性預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：500kV架空輸電線路；球頭掛環(huán)；斷裂分析；故障設(shè)備；金具受力

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）36-0026-02

1 故障設(shè)備情況

500kV一線為2008年6月30日投產(chǎn)運(yùn)行，全長(zhǎng)132.5km（全線與二線同塔架設(shè)），導(dǎo)線型號(hào)4×630/45。發(fā)生球頭掛環(huán)斷裂（型號(hào)為QP-21S）的#132號(hào)塔，與前后桿塔高差不明顯，故障段設(shè)計(jì)覆冰厚度0mm，絕緣子串為懸垂單串，垂直檔距274m，水平檔距415.5m。金具組裝設(shè)計(jì)及安裝合理，故障前絕緣子串轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不存在傾斜。

3 金具試驗(yàn)情況

3.1 外觀分析

經(jīng)斷口宏觀檢查，球頭掛環(huán)上半段圓弧部分銹蝕嚴(yán)重；由圖1（b）可見，A、B、C斷面均為明顯的脆性斷口，D斷面經(jīng)歷明顯的塑性變形，其中A、B斷面與銹蝕嚴(yán)重的上半段圓弧部分相連。另外，還可見球頭掛環(huán)側(cè)面有一條明顯的裂紋，如圖1（c）所示，沿著D斷面與圓弧的交界處，往球頭掛環(huán)的下半部分?jǐn)U展。球頭掛環(huán)無(wú)磨損現(xiàn)象。

4 金具斷裂原因分析

金具組裝設(shè)計(jì)及安裝合理，運(yùn)行工況未超出設(shè)計(jì)使用條件，可排除設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量問(wèn)題。

宏觀觀察結(jié)果表明，球頭掛環(huán)整體斷裂為明顯的脆性開裂，還可見球頭掛環(huán)側(cè)面有一條明顯的裂紋；上半段圓弧部分疑首先開裂；斷面未見明顯的疲勞紋，可排除疲勞引起的斷裂。

成分分析結(jié)果表明，球頭掛環(huán)成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3077-1999對(duì)40Cr的要求。

硬度測(cè)試結(jié)果表明，球頭掛環(huán)的硬度值高于廠家作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)定的硬度范圍，硬度不合格。

球頭掛環(huán)取樣分析結(jié)果表明，顯微組織為馬氏體+少量鐵素體，硬度明顯偏高，由此判斷球頭掛環(huán)在出廠前熱處理工藝控制欠佳。另外，球頭掛環(huán)上半段圓弧斷裂時(shí)明顯分成了兩部分，呈脆性斷裂，疑鍛造工藝控制欠佳，形成鍛造缺陷。

綜上所述，分析認(rèn)為此次球頭掛環(huán)斷裂原因是出廠前熱加工工藝控制欠佳，導(dǎo)致未獲得均勻彌散分布的理想組織，造成材料硬度偏高，塑韌性略差，可能運(yùn)行初期或者運(yùn)行前已有肉眼無(wú)法辨認(rèn)的細(xì)小的微裂紋，微裂紋基本上沿原奧氏體晶界擴(kuò)展，從而造成此次球頭掛環(huán)脆性開裂。

5 防止金具斷裂針對(duì)性措施

（1）對(duì)全線該廠家同批次的球頭掛環(huán)進(jìn)行普查，發(fā)現(xiàn)有裂紋的及時(shí)予以更換。對(duì)全線同批次球頭掛環(huán)進(jìn)行材質(zhì)和性能抽檢，以進(jìn)一步確定該批次有無(wú)質(zhì)量問(wèn)題；（2）開展此類入網(wǎng)設(shè)備到貨質(zhì)量抽檢，增加硬度和金相組織檢驗(yàn)項(xiàng)目，以防止熱加工工藝不當(dāng)導(dǎo)致的類似故障再次發(fā)生；（3）提高對(duì)線路金屬質(zhì)量監(jiān)督重視程度，進(jìn)一步完善對(duì)金屬質(zhì)量監(jiān)督檢查的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立金屬質(zhì)量可追溯的有效機(jī)制。

作者簡(jiǎn)介：雷國(guó)偉（1972-），男，清遠(yuǎn)供電局工程師，研究方向：輸電線路運(yùn)行與檢修。

摘要：文章對(duì)500kV架空輸電線路發(fā)生球頭掛環(huán)斷裂故障情況進(jìn)行了介紹，通過(guò)對(duì)金具受力及斷裂表象、材質(zhì)、金相等方面的分析，得出引起球頭掛環(huán)金具斷裂的原因，提出了在金具到貨抽檢時(shí)增加硬度和金相檢測(cè)、金具金屬質(zhì)量管理機(jī)制建立等針對(duì)性預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：500kV架空輸電線路；球頭掛環(huán)；斷裂分析；故障設(shè)備；金具受力

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）36-0026-02

1 故障設(shè)備情況

500kV一線為2008年6月30日投產(chǎn)運(yùn)行，全長(zhǎng)132.5km（全線與二線同塔架設(shè)），導(dǎo)線型號(hào)4×630/45。發(fā)生球頭掛環(huán)斷裂（型號(hào)為QP-21S）的#132號(hào)塔，與前后桿塔高差不明顯，故障段設(shè)計(jì)覆冰厚度0mm，絕緣子串為懸垂單串，垂直檔距274m，水平檔距415.5m。金具組裝設(shè)計(jì)及安裝合理，故障前絕緣子串轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不存在傾斜。

3 金具試驗(yàn)情況

3.1 外觀分析

經(jīng)斷口宏觀檢查，球頭掛環(huán)上半段圓弧部分銹蝕嚴(yán)重；由圖1（b）可見，A、B、C斷面均為明顯的脆性斷口，D斷面經(jīng)歷明顯的塑性變形，其中A、B斷面與銹蝕嚴(yán)重的上半段圓弧部分相連。另外，還可見球頭掛環(huán)側(cè)面有一條明顯的裂紋，如圖1（c）所示，沿著D斷面與圓弧的交界處，往球頭掛環(huán)的下半部分?jǐn)U展。球頭掛環(huán)無(wú)磨損現(xiàn)象。

4 金具斷裂原因分析

金具組裝設(shè)計(jì)及安裝合理，運(yùn)行工況未超出設(shè)計(jì)使用條件，可排除設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量問(wèn)題。

宏觀觀察結(jié)果表明，球頭掛環(huán)整體斷裂為明顯的脆性開裂，還可見球頭掛環(huán)側(cè)面有一條明顯的裂紋；上半段圓弧部分疑首先開裂；斷面未見明顯的疲勞紋，可排除疲勞引起的斷裂。

成分分析結(jié)果表明，球頭掛環(huán)成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3077-1999對(duì)40Cr的要求。

硬度測(cè)試結(jié)果表明，球頭掛環(huán)的硬度值高于廠家作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)定的硬度范圍，硬度不合格。

球頭掛環(huán)取樣分析結(jié)果表明，顯微組織為馬氏體+少量鐵素體，硬度明顯偏高，由此判斷球頭掛環(huán)在出廠前熱處理工藝控制欠佳。另外，球頭掛環(huán)上半段圓弧斷裂時(shí)明顯分成了兩部分，呈脆性斷裂，疑鍛造工藝控制欠佳，形成鍛造缺陷。

綜上所述，分析認(rèn)為此次球頭掛環(huán)斷裂原因是出廠前熱加工工藝控制欠佳，導(dǎo)致未獲得均勻彌散分布的理想組織，造成材料硬度偏高，塑韌性略差，可能運(yùn)行初期或者運(yùn)行前已有肉眼無(wú)法辨認(rèn)的細(xì)小的微裂紋，微裂紋基本上沿原奧氏體晶界擴(kuò)展，從而造成此次球頭掛環(huán)脆性開裂。

5 防止金具斷裂針對(duì)性措施

（1）對(duì)全線該廠家同批次的球頭掛環(huán)進(jìn)行普查，發(fā)現(xiàn)有裂紋的及時(shí)予以更換。對(duì)全線同批次球頭掛環(huán)進(jìn)行材質(zhì)和性能抽檢，以進(jìn)一步確定該批次有無(wú)質(zhì)量問(wèn)題；（2）開展此類入網(wǎng)設(shè)備到貨質(zhì)量抽檢，增加硬度和金相組織檢驗(yàn)項(xiàng)目，以防止熱加工工藝不當(dāng)導(dǎo)致的類似故障再次發(fā)生；（3）提高對(duì)線路金屬質(zhì)量監(jiān)督重視程度，進(jìn)一步完善對(duì)金屬質(zhì)量監(jiān)督檢查的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立金屬質(zhì)量可追溯的有效機(jī)制。

作者簡(jiǎn)介：雷國(guó)偉（1972-），男，清遠(yuǎn)供電局工程師，研究方向：輸電線路運(yùn)行與檢修。