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浅谈LGJ钢芯铝绞线股应力变化的规律

时间:2022-05-09 点击次数:157
  LGJ钢芯铝绞线是目前应用较多的架空导线形式,由单层或多层铝线股绞合在镀锌钢绞线外加强组成,具有分层结构的特性。架空导线正常运行时,受自身载流产生的焦耳热的影响,其温度往往高于环境温度。
  
  在铝绞线内部,由于各层线股之间存在空气间隙,且钢芯、空气与铝线的导热系数各不相同,使得导线内部存在径向温差。研究表明,导线径向温度差可达5~25℃,这势必会影响导线各层线股的应力分布,进而影响导线的工作安全性和使用寿命。
  
  因此,考虑温度和应力的耦合作用,精确计算导线工作状态时线股的分层应力,对于架空导线的安全设计和抗疲劳分析具有重要意义。
  
  基于上述原因,本文采用理论分析和有限元模拟相结合的方式研究LGJ钢芯铝绞线股应力和温度之间的关系,分析了导线平均温度和径向温差对最外层铝股应力的影响。
  
  结果表明:导线各层的张力分布并不均匀,外层铝股的张力虽大,但其应力却小于平均应力,因此用平均应力来进行线路设计并不准确。
  
  在不考虑径向温差时,铝股应力是随着温度的升高而减小的,且外层铝股张力减小的速度大于邻内层,钢芯应力随着温度的升高而增大。
  
  考虑径向温差时,外层铝股的应力值随着温差的增大而增大,内部铝股和钢芯的应力随着温差的增大而减小,减小的部分全部由外部铝股承担,温差达到20℃时,外层铝股所承担的张力值增加49%左右,而且增加的幅度和内部温度没有关系,只与径向温度差有关。

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