±500kV直流線路耐張線夾斷裂原因分析

姚貴嬌 高劍凌 陳作新 魏榮合 葉禮成

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)南京線路器材有限公司，江蘇南京211599）

0 引言

±500kV直流極Ⅰ線路故障重啟不成功，經(jīng)故障巡視發(fā)現(xiàn)某桿塔耐張串右上子導(dǎo)線耐張壓接管鋼芯斷裂，鋼錨掛在塔上，斷裂線夾本體引流板牽扯住導(dǎo)線和跳線，子導(dǎo)線對(duì)下方的樹(shù)木、植被安全距離不足發(fā)生放電，導(dǎo)致線路故障跳閘。該桿塔耐張絕緣子串為倒裝型式，耐張線夾上揚(yáng)。

1 耐張線夾斷裂原因初步分析

根據(jù)對(duì)送檢耐張線夾斷裂情況的觀察，耐張線夾斷裂原因初步診斷為：

（1）鋁管本體未壓區(qū)空腔內(nèi)的耐張線夾鋼錨和導(dǎo)線鋼芯年久腐蝕，鋼芯逐根斷股，最終導(dǎo)致鋼錨斷裂。

（2）鋼錨斷裂后，未壓區(qū)鋁管承受整根導(dǎo)線張力，因拉力超過(guò)鋁管所能承受的屈服強(qiáng)度，開(kāi)始逐漸變形，直至最終鋁管斷裂。

2 試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.1 斷裂耐張線夾化學(xué)成分分析

根據(jù)產(chǎn)品供應(yīng)商圖紙要求，對(duì)斷裂耐張線夾鋁管、引流線夾、鋼錨三部分做了化學(xué)成分分析。

（1）耐張鋁管取了三個(gè)點(diǎn)的試樣，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示材質(zhì)為1050A，符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T3190—2008《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》的要求。

（2）鋼錨取了兩個(gè)點(diǎn)的試樣，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示材質(zhì)為Q235A，符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T700—2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》的要求。

2.2 耐張線夾壓接及壓接尺寸測(cè)量

依據(jù)DL/T5285—2013《輸變電工程架空導(dǎo)線及地線液壓壓接工藝規(guī)程》，線夾對(duì)邊距的尺寸S的最大允許值為：

式中，D為鋁管或鋼管外徑，鋁管為60mm，鋼管為20mm。

經(jīng)對(duì)耐張線夾壓后尺寸測(cè)量后得到如下結(jié)論：1#～4#耐張線夾壓后尺寸測(cè)量，線夾壓后尺寸均符合DL/T5285—2013《輸變電工程架空導(dǎo)線及地線液壓壓接工藝規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 耐張線夾注水試驗(yàn)

將壓接好的NY-720/50耐張線夾中的1#線夾按以下步驟進(jìn)行注水試驗(yàn)。

步驟一：鋁管靠近導(dǎo)線部分（壓接長(zhǎng)度290mm）壓接好，鋁管靠近鋼錨部分（壓接長(zhǎng)度65mm）暫不壓接，將耐張線夾夾入虎鉗工作臺(tái)，使其相對(duì)地面傾斜角約30°，從鋁管（導(dǎo)線端）慢慢一滴滴注水。約15min，用水10mL左右，鋁管（鋼錨端）壓接部位紙巾已浸濕，證明有水滲出。

步驟二：將鋁管靠近鋼錨部分（壓接長(zhǎng)度65mm）壓好，將耐張線夾夾入虎鉗工作臺(tái)，使其相對(duì)地面傾斜角約30°，從鋁管（導(dǎo)線端）慢慢一滴滴注水，水進(jìn)入耐張線夾速度較慢，約2h，進(jìn)水約10mL左右，鋁管（鋼錨端）壓接部位無(wú)水滲出。

由如上注水試驗(yàn)可得出：

（1）耐張線夾鋁管（鋼錨端）壓接密實(shí)，水不能流出；

（2）上揚(yáng)耐張線夾進(jìn)水后，水存于空腔內(nèi)無(wú)法流出。

2.4 耐張線夾電阻及溫升試驗(yàn)

根據(jù)耐張線夾的壓接組數(shù)，電阻溫升試驗(yàn)共分兩組進(jìn)行，如表1所示。

表1 耐張線夾電阻及溫升試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

2.4.1 直流電阻和交（直）流溫升試驗(yàn)

（1）直流電阻試驗(yàn)：在回路中通入穩(wěn)定的20A、30A正反向直流電流，采用直流壓降法進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)前對(duì)線夾與等長(zhǎng)導(dǎo)線的初始電阻值進(jìn)行測(cè)量，接下來(lái)按照每天12h溫升后測(cè)量一次電阻。

（2）交（直）流溫升試驗(yàn)：回路中通以50Hz、1800A的交變電流（回路中通以950A的直流電流），每天通電時(shí)間約12h。試驗(yàn)回路溫升穩(wěn)定后，各測(cè)量點(diǎn)測(cè)量一次溫度值。2#線夾空腔注入稀釋的pH=5的酸性介質(zhì)（3#線夾和4#線夾空腔注入pH=5的酸性介質(zhì)），60h溫升后，調(diào)整酸性介質(zhì)濃度為pH=2，并加入部分食用鹽。交（直）流溫升試驗(yàn)19天，通電228h。

2.4.2 耐張線夾解剖試驗(yàn)

對(duì)228h電阻溫升和拉力試驗(yàn)后的線夾1#～4#進(jìn)行解剖試驗(yàn)，解剖后的產(chǎn)品如圖1所示。解剖后觀察，1#線夾和2#線夾鋼管和鋼芯未出現(xiàn)腐蝕物質(zhì)；3#線夾（涂漆）鋁管內(nèi)壁、4#線夾鋼管外壁以及鋁管內(nèi)壁分別出現(xiàn)一層白色物質(zhì)，4#線夾鋼管端部有腐蝕現(xiàn)象。

3 結(jié)論

通過(guò)耐張線夾各項(xiàng)試驗(yàn)分析，綜合認(rèn)為：

（1）耐張絕緣子串倒掛安裝，耐張線夾上揚(yáng)，導(dǎo)致含有腐蝕性元素的雨水進(jìn)入耐張線夾內(nèi)部空腔，雨水長(zhǎng)期存在，無(wú)法排除，導(dǎo)致鋼芯線產(chǎn)生腐蝕斷裂。

（2）長(zhǎng)期直流電流運(yùn)行加速了腐蝕性元素活動(dòng)，促進(jìn)了鋼錨外壁及鋼芯的腐蝕。

（3）鋼芯斷裂后，鋁管承受整線張力，長(zhǎng)期超負(fù)荷張力下發(fā)生塑性變形，最終造成鋁管斷裂。

圖1 解剖后的產(chǎn)品

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