Analiza zmian własności drutów gatunku 6101 przeznaczonych na samonośne przewody w symulowanych warunkach ich eksploatacji

• Autorzy: Knych, T. , Mamala, A. , Smyrak, B. , Tarasek, A.

Warianty tytułu

EN

AAAC conductor mechanical and electrical properties analysis in simulated working conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rosnąca konsumpcja energii elektrycznej skutkuje systematycznym zwiększaniem obciążenia prądowego elektroenergetycznego systemu przesyłowego, co z uwagi na trudności techniczne, ekonomiczne i prawne jego rozbudowy zmusza do podwyższenia temperatury roboczej przewodów. W większości nowoczesnych rozwiązań technicznych linii wprowadza się powszechnie jednorodne samonośne przewody elektroenergetyczne wykonane z utwardzalnych wydzieleniowo stopów AlMgSi, tzw. przewody stopowe. Przewody takie, dzięki niższej masie i konkurencyjnym w odniesieniu do tradycyjnych rozwiązań własnościom mechanicznym, elektrycznym i użytkowym, pozwalają na istotne podwyższenie obciążalności prądowej linii. Równocześnie jednak skumulowane wieloletnie działanie podwyższonych temperatur przekłada się, skutkiem procesów strukturalnych, na ryzyko degradacji własności wytrzymałościowych materiałów przewodzących. W szczególności zagadnienie to nabiera wielkiej wagi w systemach szacowania dynamicznej obciążalności DTCR (Dynamic Conductor Thermal Rating), gdzie często dochodzi do przegrzewania przewodów. W artykule przedstawiono empiryczny model matematyczny makroskopowych charakterystyk materiałowych reprezentujących ewolucję wytrzymałości na rozciąganie, pełzania i rezystywności drutów stopowych poddawanych seriom narażeń cieplnych. Na tej podstawie, wykorzystując rzeczywiste histogramy temperatura-czas jej występowania, zdjęte z monitorowania stanu cieplnego przewodu, przeprowadzono symulację zmian własności wytrzymałościowych i pełzania na przestrzeni dziesięciu lat.

EN

Rising of electrical energy consumption causes systematic increase current carrying of energetic grid due to technical, economical and legal problems with enlarge of system. Increase of current carrying is connected with increase of maximum working temperature of conductor. In modern technical designing heat treatable AlMgSi AAAC (All Aluminium Alloys Conductors) are introduced. These conductors have lower mass and concurrent concern to traditional conductor’s properties and can improve current capacity of line about 30 % without changes in designed sags. Cumulated long time activity of temperature causes in degradation of mechanical properties of conductor material risk. This problem is very important in DTCR (Dynamic Thermal Conductor Rating) systems where overheating of conductor is general. This paper presents experimental analysis of UTS and resistivity evolution of AlMgSi alloy wires tested with series of temperature exposed and empirical mathematical model is proposed. These analyses make possible simulating of working conditions effect on material properties.

Słowa kluczowe

PL

przewody stopowe; obciążalność prądowa; wytężenie; wytrzymałość na rozciąganie; oporność właściwa; pełzanie

EN

alloy conductor; current-carrying capacity; effort; tensile strength; specific resistance; creep

• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 52, nr 4
• Strony: 199-205
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Knych, T.

autor

Mamala, A.

autor

Smyrak, B.

autor

Tarasek, A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

Bibliografia

• 1. Tarasek A., Knych T., Mamala A.: Badania zmian elektromechanicznych własności przewodowych drutów ze stopu AlMgSi jako efektu długotrwałego działania podwyższonych temperatur. Rudy Metale 2005, t. 50, nr 5.
• 2. PN-E 5100:1998, Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projek-towanie i budowa.
• 3. Beers G. M., Gilligan S. R., Lis H. W., Schamberger J. M.: Trans-mission conductor ratings, IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-82, October 1963
• 4. Morgan V. T.: The loss of tensile strenght of hard drawn conductors by annealing in service, IEEE Trans. on PWRD., vol. PAS-98, nr 3, may/june 1979.
• 5. Harvey J. R.: Effect of elevated temperature operation on the strength of aluminium conductors, IEEE T. on PAS, vol. PAS-91, sept./oct. 1972.
• 6. Smyrak B.: Analiza charakterystyk naprężeniowo-temperaturowych napowietrznych przewodów elektroenergetycznych ze stopów AlMgSi. Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica; Wydział Metali Nieżelaznych, 2006 [pr. dokt.].
• 7. IEC 104 Aluminium-magnesium-silicon alloy wire for overhead line conductors.
• 8. Mamala A.: Analiza zmian naprężeń w samonośnych elektroenergetycznych przewodach ze stopów AlMgSi jako efektu reologicznej natury materiału. Wydział Metalli Nieżelaznych, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, 2000 [pr. dokt.].
• 9. Tarasek A.: Analiza obciążalności mechanicznej i prądowej napowietrznych przewodów elektroenergetycznych ze stopów AlMgSi. Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica; Wydział Metali Nieżelaznych, 2006 [pr. dokt.].
• 10. Tarasek A., Knych T., Mamala A.: Ewolucja własności drutów gat. 6201 poddawanych ekspozycji czasu i temperatury, Rudy Metale, 2005, t. 50, nr 10÷11.
• 11. Tarasek A., Knych T., Mamala A.: Badania zmian elektromechanicznych własności drutów ze stopu AlMgSi jako efektu długotrwałego działania podwyższonych temperatur, Rudy Metale, 2005, t. 50, nr 5.
• 12. Żmuda K., Siwy E., Knych T., Smyrak B., Tarasek A.: Symulacja pracy przewodów stopowych AAL 400S i 460S w linii 220kV w oparciu o rzeczywiste dane klimatyczne. XIV Konferencja Szkoleniowo-Techniczna Elektroenergetyczne Linie Kablowe i Napowietrzne Kabel 2007 Zakopa-ne, 14÷17 marca 2007.