架空导线作为输电线路的重要组成部件，承担着输送电能的作用，其良好的运行情况是电力系统能够安全稳定运行的重要保障[1]。丽江某500 kV输电线路在抽线施工过程中发生子导线断裂的事件。断线位置距最近的184号铁塔约15 m，档距623 m，高差约200 m，采用的导线型号为JL/G1A-500/45，额定拉断力为127.13 kN，抽线所使用的机动绞磨及紧线器额定载荷为50 kN。根据现场勘查和500 kV线路施工平衡挂线的特点，导线由靠近184号塔的紧线器夹持，紧线器由通过铁塔横担上施工预留孔的拉线拉紧[2]。导线靠近184号铁塔一侧(以下称大号侧)的断线仍挂在塔上，但紧线器缺失，没有施工过程、安全距离、驰度观测等记录，靠近183号塔一侧(以下称小号侧)的断线掉落在山林间。该导线在施工过程中即发生断裂，虽然尚未造成人员伤亡和财产损失，但该线路位于森林景区，若投运后再发生断线不但影响电力输送，还存在引发山火等安全隐患。

我国胶合板出口1 083.54万m3，其中美国160.34万m3，占我国胶合板出口的14.8%;中高密度纤维板出口298.5万m3，其中美国47.44万m³，占15.89%。

笔者通过宏观观察、几何尺寸检测、化学成分分析、力学性能试验、断口形貌宏微观分析、模拟试验等方法对导线的断裂原因进行了分析，并提出了改进建议，为导线按时投运并稳定运行提供保障，对同类型线路的施工、监理及失效分析亦具有参考意义。

1 理化检验

1.1 宏观观察

对大号侧断线取样进行宏观观察，可见在距离导线。钢芯断口260 mm处(以下称为A点)存在一处5°～10°的小变形， 470 mm处(以下称为B点)存在130°左右的弯折变形，A，B两点间长度为210 mm，如图1所示；现场使用过的500-630型号的紧线器夹持长度也为210 mm，如图2所示；在断口至B点范围内，铝股表面均存在较深磨损，如图3所示；外层铝股大部分断在A点附近，中间层铝股大部分断在A点至钢芯断口之间，内层铝股基本断在钢芯断口附近。

⑴在地下害虫严重，而玉米丝黑穗病发病轻（发病率小于5%）的地区，可干种下地，也可选择“千斤顶”拌种，再用富尔玉穗宝（药种比例为1：70）进行种子包衣；催芽坐水埯种用“千斤顶”兑水催芽，当玉米芽“拧嘴”时，再用富尔玉穗宝（药种比例为1：75～80）进行种子包衣。

  

图1 大号侧断线宏观形貌Fig.1 Macro morphology of the large-side fractured wire

  

图2 500-630型紧线器的宏观形貌Fig.2 Macro morphology of the 500-630 type wire tightener

  

图3 断口至B点之间铝股宏观形貌Fig.3 Macro morphology of aluminum strands between the fracture and B points

1.2 几何尺寸检测

使用游标卡尺及千分尺分别对小号侧断线(1号)、大号侧断线(2号)以及剩余的钢芯铝绞线新线(3号)进行结构检测及尺寸测量，结果见表1。可见3个试样的尺寸基本符合GB/T 1179-2008技术要求，但1，2号试样外层铝股直径和钢芯直径低于GB/T 1179-2008技术要求，且1，2号试样内层铝股的直径均小于外层铝股的，2号试样的铝股直径小于1号的，而新导线取样的3号试样的钢芯及内中外铝股直径均符合标准要求。

 

表1 导线直径测量结果Tab.1 Measurement results of the wire diameter mm

  

编号外层铝股中层铝股内层铝股钢芯1号3．583．573．512．712号3．543．523．522．703号3．603．613．602．76标准值3．60～3．643．60～3．643．60～3．642．75～2．85

1.3 化学成分分析

高职院校一线教师大多由高学历背景、高研究能力的硕博研究生组成，他们拥有较强的教学能力和科研能力，能够承担较重的教学任务，然而缺乏敏锐的市场洞察力，科研课题偏重基础理论的研究，应用型研究较少。在选择科研项目时，重点考虑学术水平的高低和项目的新颖性，忽视了研究成果产品化的可行性，导致研究成果与实际市场需求脱节。

构造带内有玢岩脉充填，局部被挤压破碎为构造角砾，并使玢岩发生构造热液蚀变，沿脉岩边缘有片理化现象或煌斑岩脉充填，为东汤地热田的主要导水断裂。

 

表2 钢芯化学成分(质量分数)Tab.2 Chemical compositions of the steel cores (mass fraction) %

  

项目CSiMnPS实测值0．710．220．680．0050．017标准值0．67～0．750．17～0．370．50～0．80≤0．025≤0．020

1.3.2 铝股化学成分分析

使用SPECTRO Test型直读光谱仪，按照GB/T 7999-2015对导线铝股进行光谱分析。由表3可见，该导线铝含量(质量分数，下同)为99.7%，满足GB/T 17048-2009中硬铝线应由含量不小于99.5%的铝制成的要求。

广告翻译是一种跨文化的信息再创作,是一种“三元关系”的明示—推理交际行为,涉及三个交际者:广告主、译者和目标受众。因此,译者在翻译广告时首先要从广告主明示的交际行为中利用共有的认知语境进行推理以寻求最佳关联,然后,对广告目标受众的认知语境进行估量并对广告文本进行再次加工,以激活目标受众的认知语境,使其能以最小的努力获得原文的最佳关联,达到广告主的交际目的，即引发广告目标受众的购买行动。

1.4 力学性能试验

1.4.1 整体拉断力

取6根铝股及2根钢芯，采用XN200型线材扭转卷绕试验机，按照GB/T 17048-2009要求进行卷绕试验，铝股及钢芯均未断裂。取2根钢芯进行扭转试验，试样分别扭转至32圈及36圈断裂， GB/T 3428-2012要求扭转16圈以上不断，因此铝股及钢芯的扭转试验结果均满足标准要求。

 

表3 铝股化学成分(质量分数)Tab.3 Chemical compositions of the aluminum wire (mass fraction) %

  

项目AlSiTiFeB实测值99．70．0530．0030．2270．017标准值≥99．5----

 

表4 导线拉断力试验结果Tab.4 Results of the wire pulling force test

  

实测拉断力/kN额定拉断力/kN断裂位置121．0从压接管处断裂121．6127．13断于压接管内钢芯段122．8于压接管中部断裂

1.4.2 单丝抗拉强度

在小号侧导线试样距断口9.7 m处截取单丝，采用WD3050型拉力试验机进行拉伸试验，结果见表5，可见铝单线及钢芯单线的抗拉强度分别达到GB/T 7999-2015及GB/T 17048-2009的技术要求。

 

 

表5 铝股及钢芯单丝抗拉强度Tab.5 The tensile strength of the singlealuminum wire and steel core MPa

   

项目外层铝股中层铝股内层铝股钢芯实测值166，170，182156，153，163173，163，1561681，1665，1669标准值≥152≥152≥152≥1245

 

 

截取3段15 m的钢芯铝绞线进行紧线器夹持的力学模拟试验，采用现场使用的500-630及500/45两种型号紧线器，两种紧线器额定载荷均为50 kN，以两种方式进行拉力试验：一种是一端用紧线器夹持，另一端用耐张线夹压接，在均匀速率下拉断导线，如图7a)所示；第二种是导线两端用紧线器夹持，在均匀速率下加载至50 kN后卸载，如图7b)所示，试验结果见表7。

 

1.3.1 钢芯化学成分析

 

取小号侧导线3段试样采用GP-LCH2000L型卧式拉力试验机进行整体拉断力试验，结果见表4。按照GB/T 1179-2008规定，JL/G1A-500/45型导线应能承受95%的额定拉断力，即120.94 kN，可见3根导线的拉断力均达到标准要求，且断裂位置均在压接处。

 

1.5 断口形貌宏、微观分析

 

导线夹持部位中层铝股形貌如图9所示，可见现场断裂导线夹持部位中层铝股的压痕大小及深度与试验室拉断的8,9号导线的类似，而10号导线铝股压痕相对较少且浅。

 

   

图4 大号侧断裂导线断口宏观形貌Fig.4 Macro morphology of fracture of the fractured wire on large-side:a) the cup-cone shaped fracture of the steel core; b) the 45° shaped fracture of the steel core; c) the fracture of the aluminum wire

 

 

采用ZEISS EVO18扫描电镜对杯锥状钢芯断口及45°混合钢芯断口进行观察，结果如图5和图6所示。可见断口上有明显的剪切唇、放射区和纤维区[3]，未见机械损伤及有害杂质。

 

   

图5 钢芯杯锥状断口微观形貌Fig.5 Micro morphology of the cup-cone shaped fracture of the steel core

 

 

   

图6 钢芯45°断口微观形貌Fig.6 Micro morphology of the 45° shaped fracture of the steel core

 

 

1.6 模拟试验

 

为探求铝股逐层断裂后导线的承载能力，对该段线路新的钢芯铝绞线取样进行逐层拉断力试验。试验采用GP-LCH2000L型卧式拉力试验机，按照GB/T 1179-2008规定的试验条件及加载速度进行。4盘导线分别按整体拉断、剪线钳剥离一层铝股后拉断、剥离两层铝股后拉断、仅剩钢芯拉断4种情况进行拉力试验，结果见表6。可见4个试样均为铝股先断，剥离外层铝股的5号试样，仍能承受导线75%的额定拉断力，仅剩钢芯的7号试样可以承载导线50%的额定拉断力。

 

1.4.3 卷绕试验及扭转试验

 

 

表6 导线逐层拉断试验结果Tab.6 The results of the tensile testing layer by layer

   

编号加载速度/(kN·s-1)试验条件拉断力/kN断线位置4号0．6整体拉断123．9中段，铝股先断5号0．6剥离一层铝股94．4中段，铝股先断6号0．4剥离两层铝股71．3中段，铝股先断7号0．3仅剩钢芯64．4中段

 

 

   

图7 紧线器夹持导线拉力试验示意图Fig.7 The schematic diagram of wires tensile testing with tighteners:a) one side crimped and the other side linked the tightener; b) both sides linked the tighteners

 

 

 

表7 紧线器夹持导线拉力试验结果Tab.7 Results of wires tensile testing with tighteners

   

编号紧线器型号夹持状态加载速度/(kN·s-1)拉断力/kN断线位置8号500⁃630一端紧线器，另一端压接0．4118．0断于紧线器压紧处9号500/45一端紧线器，另一端压接0．4124．5断于紧线器压紧处10号500⁃630，500/45两端紧线器0．650(加载至50kN卸载)未断

 

 

   

图8 铝股形貌Fig.8 The morphology of aluminum strands:a) aluminum strands No.8 wire; b) aluminum strands No.9 wire; c) middle aluminum strands of No.10 wire;(d) aluminum strands of field fractured wire

 

 

观察拉断的8号及9号导线断口，可见其夹持部位外层铝股表面存在滑移痕迹，8号导线外层存在有规律分布的压痕，两根导线外层铝股内侧及中层铝股内外侧均存在较深的压痕，如图8a)和图8b)所示； 10号导线外层铝股无滑移痕迹，中层铝股的形貌与8,9号导线存在明显差别，铝股压痕较浅，分布范围较少，如图8c)所示。现场断裂导线铝股外表面有滑移痕迹，铝股压痕的大小和深度与模拟试验的8,9号断裂导线相似，如图8d)所示。

 

采用ZEISS CL6000LED型体视显微镜，观察大号侧断裂导线的断口形貌，结果如图4所示。7根钢芯中4根呈明显的杯锥状，如图4a)所示；另外3根呈45°斜断口和缩颈混合的断裂形态，如图4b)所示；可见7根钢芯断口均为典型的正向拉断断口，断口附近未发现机械损伤。观察大号侧铝股断口，48根铝股均呈现明显的缩颈拉伸特征，为正向拉断断口，如图4c)所示。

 

取10 cm长的3段钢芯，脱锌后采用HCS-216A型高频红外碳硫分析仪，按照GB/T 20123-2006进行碳、硫元素含量的测定；采用电感耦合等离子体发射光谱仪，按照GB/T 20125-2006进行硅、锰、磷元素含量的测定。化学成分分析结果见表2，可见该钢芯各元素含量均满足GB/T 699-1999对70特级优质钢的要求。

 

   

图9 导线夹持部位中层铝股形貌Fig.9 The morphology of middle aluminum strands of the wire crimped position

 

 

2 分析与讨论

 

根据断裂导线和新导线结构尺寸、力学性能以及钢芯、铝股化学成分的试验结果可见，除断裂导线铝股及钢芯直径偏小外，其他质量指标均合格，未发现原材料质量问题。

 

断裂导线内层铝股直径小于外层铝股的，靠近大号侧的断线铝股直径减小得更多，可见内层铝股和钢芯受力时间更长，导线受到的较大拉力载荷来自于大号侧方向。

 

经过前期的文献阅读，本人确定了自己的论文题目，再通过详细阅读和引用十篇有关于休闲体育、民间体育、课程开发的文献，确定文章的主要思路。

 

综合大号侧导线钢芯及铝股的断裂位置及宏观形貌，以及紧线器的结构尺寸可见，导线断裂位置应为紧线器夹持出口处；由断裂导线钢芯及铝股的微观形貌可见，铝股和钢芯均呈典型的正向拉断特征，断口上未见机械损伤和有害杂质。

 

导线逐层拉断力试验结果表明，导线在投运之前，若钢芯未断裂，即便外层铝股全部受到机械损伤而断裂，在加载至机动绞磨及紧线器额定载荷50 kN的情况下也不会发生整体断裂；从现场导线受力情况的模拟试验结果来看，一端紧线器夹持、另一端压接的导线均是在受到90%额定拉断力的载荷下才被拉断，导线断裂位置为紧线器夹持部位出口处，其断口附近形貌也与现场断裂导线相似，而两端由紧线器夹持，加载至50 kN即卸载的导线未滑移、未断裂，铝股损伤程度轻。现场机动绞磨及两种紧线器额定载荷均为50 kN，可见现场施工时，导线断裂时受到的载荷大大超过50 kN，承受了近120 kN的载荷，于紧线器夹持部位发生断裂。

 

3 结论及建议

 

本次失效分析从现场调查、导线质量检测以及断口分析着手，结果发现导线断裂与其结构尺寸、材料、力学性能及化学成分无关；导线的逐层拉断力试验，排除导线施工时由于外层铝股擦伤而发生整体断裂的可能；最后通过设计接近现场力学条件的紧线器夹持导线拉力试验，证明该线路导线是在施工过程中过载，紧线器相对导线发生滑移并损伤导线，导线在加载至接近额定拉断力时，于紧线器夹持位置由外至内逐层断裂。

 

超高压线路架线施工应当严格按照相应的施工规程及工艺导则进行，耐张转角塔抽线时应注意线路应力状态的控制，以及转向滑车、锚固的可靠性等[4-5]；线路架线施工前，需做充分的准备，监理人员及施工人员应到位，做好安全技术交底工作，检查工器具的选型及安全性能是否满足要求，掌握线路通道状况，清理障碍物，保证线路足够的安全距离，做好弧垂监测及驰度控制[6]，并对施工方法、工艺参数、工器具使用及监测数据进行实时记录。

 

仿篇也称全仿，是学生从阅读向独立写作转化的一种有效的训练手段。借助范文指导学生进行仿写能激发学生写作兴趣，提高写作能力，发展创新思维。如小诗《谁和谁好》非常有童趣，学生也读得热火朝天，摇头晃脑，不亦乐乎。这是一篇练习仿写的好题材，也是一个仿写的好时机，因此，教师可以设计这样的小练笔：相信同学们也能写出这样的小诗，大家也来试一试吧。一石激起千层浪，学生的智慧火花瞬间被点亮：

 

参考文献：

 

[1] 刘通, 代洲,王颂. 架空输电线路的故障模式及相关故障树分析[J]. 南方电网技术,2013,7(6):108.

 

[2] 李陈. 简要探索500 kV线路工程紧线及平衡挂线施工思路构架[J]. 中国新技术新产品,2014,11(22):95-96.

 

[3] 王荣. 机械装备的失效分析(续前) 第3讲 断口分析技术(下)[J]. 理化检验(物理分册),2016,52(10):833-840.

 

[4] 杨瑞成,杨钒. 失效分析与选材[M]. 上海:上海交通大学出版社,2014.

 

[5] 陈群. 电力输电线路架线施工技术的应用分析[J]. 通讯世界,2014,12(23):69-70.

 

[6] 张建民. 谈平衡挂线的优点及施工方法[J]. 山西建筑,2012,38(17):162-163.

Cause Analysis on Fracture of Transmission Wire

ZHOU Jingbo, XU Hongwei, LI Zhixiang, YANG Yingchun(Electric Power Research Institute of Yunnan Electric Power Grid Co., Ltd., Kunming 650217, China)

Abstract: A 500 kV transmission wire fractured during the construction process. The reasons of the fracture were analyzed by macroscopic observation, geometric size detection, chemical composition analysis, mechanical property test, fracture surface macro and micro analysis, simulation test and so on. The results show that the structure size, mechanical property and material of the wire were normal, the fracture was the typical forward tensile fracture, and no defects were found. Through the design of the wire layer-by-layer tensile test and the simulation test of the field mechanical condition, it was found that the wire did not slip and fracture when the tightener was loaded to the rated load, and the whole fracture happened when the load was close to the rated pulling force of the wire. In comparison with the fracture morphology of the specimen and the fractured wire, it was determined that the wire was overloaded in the construction process, layer-by-layer fracture occured at the clamping position of the tightener.

Keywords: transmission wire; wire tightener; simulation test; overload fracture; failure analysis

DOI:10.11973/lhjy-wl201805009

中图分类号：TG115

文献标志码：B

文章编号：1001-4012(2018)05-0343-05

收稿日期：2017-09-25

作者简介：周静波(1985-)，女，工程师，主要从事电网金属材料品质控制、失效分析及电力设备全生命周期管理等工作，25621011@qq.com