经现场勘查，该架空地线断裂于55，56号铁塔之间，断裂点位于地线接续管压接接头的一侧端口部位，地线断裂后掉落至地面，在掉落过程中地线与A相导线挂接，引发放电并灼伤导线和地线，如图1所示。

图1 断裂架空地线现场图

对断裂架空地线的宏观形貌进行观察，可见该地线为1×7股结构的镀锌钢绞线。其中6股钢丝的断口及其附近呈无塑性变形的脆性断裂特征，1股为明显的过载致单向拉伸颈缩断口。6股脆性断裂的钢丝中有2股断口表面锈蚀较为严重，断裂时间较长，其余4股钢丝的断口表面干净，断口及附近未见电弧灼伤及腐蚀损伤等痕迹。各股钢丝表面均存在钢丝之间磨擦损伤的痕迹，其中1股钢丝的断口明显与接续管端口发生了挤压。在脆性断裂钢丝的断口上可以观察到清晰的“海滩”状疲劳辉纹，各断口上的裂纹源区、裂纹扩展区及瞬断区等特征区清晰可辨，疲劳裂纹起源于接续管边缘与钢丝以及钢丝与钢丝的接触面，如图2所示。

图2 断裂架空地线的宏观形貌

利用扫描电镜(SEM)对各股地线的断口进行微观形貌分析，如图3所示。

图3 架空地线钢丝断口SEM形貌

可以看出有4股钢丝的断口呈现疲劳断裂特征，各断口均可观察到典型的疲劳条带；裂纹起源于钢丝表面缺口处，裂纹扩展区面积约占断口截面积的1/3；瞬断区呈准解理断裂特征；起裂的钢丝表面缺口位于钢丝与接续管端部接触位置。

在架空地线钢丝断口处截取试样，使用光学显微镜观察其横、纵截面的显微组织形貌。

图4 架空地线钢丝纵截面显微组织形貌

由图4可见，纵截面的显微组织为纤维状分布的细长索氏体＋少量珠光体，未见严重的夹杂物缺陷；钢丝表面存在厚度约为50μm的全脱碳层，全脱碳层内存在大量裂口及裂纹等缺陷。

图5 架空地线钢丝横截面显微组织形貌

由图5可见，横截面的显微组织为等轴分布的细小索氏体＋少量铁素体，未见严重夹杂物缺陷，表层存在深度为40~50μm的脱碳层缺陷，脱碳层晶粒粗大，粗大的先共析铁素体沿晶界分布；脱碳层中还存在大量裂口及裂纹。这些缺陷的存在，不符合GB/T 3428－2012«架空绞线用镀锌钢线»中盘条钢表面不允许存在裂纹、折叠、耳子、分层等缺陷的要求。

对断裂的架空地线的单丝进行拉伸试验和韧性测试，架空地线单丝卷绕试样宏观形貌如图6所示，试验结果见表1。

表1 架空地线单丝的力学性能试验结果

图6 架空地线单丝卷绕试样宏观形貌

可见单丝的抗拉强度符合GB/T 3428－2012规定的最低强度(即1级强度)等级镀锌钢线的技术要求；在测试单丝韧性的卷绕试验中，钢线表面未见开裂，说明架空地线单丝的韧性符合要求。

对架空地线的接续管进行宏观观察，如图7所示。

图7 架空地线接续管宏观形貌

可见接续管的压接质量较差，压接时表面被模具损伤严重、不光滑；接续管弯曲变形严重，不符合DL/T 5285－2018«输变电工程架空导线(800mm2以下)及地线液压压接工艺规程»中压接后接续管不应有明显弯曲的要求。利用X射线数字成像(DR)技术对接续管进行整体透视观察，如图8所示，可见接续管弯曲变形严重。

图8 架空地线接续管DR透视形貌