[发明专利]一种输变电线路绝缘子钢脚材料的低周疲劳性能评价方法

说明书

本发明公开了一种输变电线路绝缘子钢脚材料的低周疲劳性能评价方法，包括如下步骤：将试样在万能试验机进行拉伸试验；在设定的应力幅下对试样进行低周疲劳试验，达到设定周次后若试样未断，再对其进行拉伸试验，若试样未达到设定周次提前断裂，记录其循环周次；对循环前后钢脚材料试样的各项性能进行对比，通过试样循环过程中的位移‑循环周次点图及循环后剩余强度、延伸率与断口形貌的变化，对不同热处理状态下钢脚材料的低周疲劳性能进行评判。本发明可对不同热处理状态下钢脚材料的疲劳性能作出评判，对于输变电线路的长期安全运行具有重要意义。

技术领域

本发明涉及输变电线路金具低周疲劳评估领域，具体是一种输变电线路绝缘子钢脚材料的低周疲劳性能评价方法。

背景技术

盘形悬式绝缘子由铁帽、钢脚和瓷件组成，金具和绝缘件之间用水泥胶合，在高压架空输配电线路中起到电气绝缘和机械支撑作用。其中，钢脚是重要的连接与承载件。同时，受到风力作用，绝缘子串在导线带动下产生横向摆动，因此钢脚常会承受循环应力作用。通过有限元模拟软件对钢脚与绝缘子腕头连接结构进行静力学分析后发现钢脚球头颈部存在应力集中现象，在冰雪大风等恶劣天气下，导线出现覆冰舞动时，钢脚球头颈部的最大应力可达到对应型号钢脚材料抗拉强度的85％以上。

目前，国内市场上瓷绝缘子钢脚质量参差不齐，存在显微组织结构异常、力学性能不达标等质量问题。在上述导线覆冰舞动的条件下，若钢脚材料的疲劳性能较差，无疑会存在严重的输电安全隐患，甚至会导致掉线、掉串等事故的发生。因此，亟需提供一种输变电线路绝缘子钢脚材料的低周疲劳性能评价方法，以解决上述问题。

发明内容

为解决上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种输变电线路绝缘子钢脚材料的低周疲劳性能评价方法。

本发明为实现目的，采用如下技术方案：

一种输变电线路绝缘子钢脚材料的低周疲劳性能评价方法，其特点在于，包括如下步骤：

步骤A：根据低周疲劳试验标准，将钢脚材料加工成两组低周疲劳试样；

步骤B：使用万能试验机对第一组低周疲劳试样直接进行静态拉伸试验，直至试样断裂，获得第一组试样的屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率，并绘制第一组试样的拉伸应力-应变曲线；

步骤C：使用万能试验机，将第二组低周疲劳试样在设定的循环应力和循环次数下进行低周疲劳测试；

若试样未达到设定的循环次数即发生断裂，对其循环次数进行记录，并计算其断面收缩率、绘制循环过程的位移-循环次数点图；

若试样达到设定的循环次数，则再对其进行静态拉伸试验，直至试样断裂，获得第二组试样的屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率，并绘制第二组试样循环过程的位移-循环次数点图及第二组试样的拉伸应力-应变曲线；

步骤D：采用扫描电子显微镜对两组试样的断口形貌进行观察，判断两组试样的断裂类型；

步骤E：将步骤B和步骤C测得的两组试样的各项性能及步骤D获得的两组试样的断口形貌进行对比，从而评价钢脚材料的低周疲劳性能。

进一步地，步骤C中，根据输变电线路导线舞动规律，所述设定的循环应力满足：应力比0＜R＜1，且最大应力σ_MAX不小于步骤B中所测得的第一组试样抗拉强度的85％。

进一步地，步骤B和步骤C中，试样断裂位置应位于标距内，若断裂位置在标距之外，重新进行测试。

进一步地，步骤B与步骤C中，若试样无明显屈服，测定规定非比例延伸强度R_p0.2。

进一步地，所述低周疲劳试样为板材。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：