QP－16型球头挂环疲劳寿命试验研究与分析*

谢占山，易 勇，李 慧，王少夫，李忠芳

(安徽科技学院机械工程学院;安徽科技学院财经学院)

0 引言

球头挂环是连接绝缘子与输电塔的关键部件，其连接的可靠程度关系到输电线路的安全;球头挂环在入网时，通过了严格的抽检试验，即入网时绝大多数的球头挂环的质量是完好的，但是，现实中运行在线路上球头挂环却发生不少起断裂的恶性事故［1－5］，如 2007 年 3 月至 2010 年12月，华北电网公司500 kV架空输电线路先后发生7次绝缘子球头挂环断裂故障，深思这些事故的原因，不是因为球头挂环不合格，而是因为球头挂环长期工作在因架空线振动带来的动态载荷下，致使其发生了疲劳破坏(如图1－5)，这种事故无先兆，发生破坏比较隐蔽，隐患在日常运行维护难以消除，而事故后果严重，对于单串绝缘子直接造成导线落地，给电网安全稳定运行带来较大威胁.因此有必要开展球头挂环的力学性能的分析以及寿命评估的研究［5］.

图1 托源三线#301塔球头挂环断裂

图2 沙昌一线#305塔球头挂环断裂

图3 沙昌二线#95塔球头挂环断裂现场情况

图4 源安一线球头挂环断裂

图5 源安二线158#塔球头挂环断裂

1 球头挂环的力学性能的分析

1.1 球头挂环的模型的建立

根据球头挂环主要尺寸，见表1，绘制QP－16的3D模型(图6－7)，同时根据制造工艺的不同，在整个结构的过渡部位，进行了适当的处理，使之尽量的平滑过渡，这与实际的工件处理相一致.

表1 QP－16球头挂环的主要尺寸

1.2 球头挂环边界条件的分析……

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