500kV超高壓輸電線路架空地線頻繁斷股原因

王嘉薇 何欣

摘要：對(duì)500kV超高壓輸電線路建設(shè)不斷地開(kāi)展，但是架空地線斷股現(xiàn)象頻繁發(fā)生，對(duì)于500kV超高壓輸電線路的正常運(yùn)行產(chǎn)生了直接的影響。針對(duì)這種情況，需要對(duì)500kV超高壓輸電線路架空地線頻繁斷股情況的原因進(jìn)行確認(rèn)，強(qiáng)化500kV超高壓輸電線路的建設(shè)，在根本上保障電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：500kV超高壓輸電線路;架空地線;頻繁斷股

500kV超高壓輸電線路在遠(yuǎn)程輸電當(dāng)中發(fā)揮著巨大的作用，在建設(shè)構(gòu)造上采用風(fēng)振敏感結(jié)構(gòu)，路桿塔較高，跨度大，環(huán)境復(fù)雜多變，很容易受到雷雨等天氣的影響。對(duì)于架空地線的可靠性要求相對(duì)較高，如果不能夠保障架空地線的質(zhì)量，將會(huì)引發(fā)頻繁斷股現(xiàn)象的發(fā)生。

1500kV超高壓輸電線路架空地線頻繁斷股原因

1.1污閃造成的故障

500kV輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中，由于工作壓力的影響，會(huì)發(fā)生大面積的停電事故。線路污閃故障發(fā)生的主要原因是輸電線路設(shè)計(jì)中存在一定的失誤，特別是500kV輸電線路的設(shè)計(jì)中，如果缺乏對(duì)環(huán)境的初步調(diào)查和設(shè)計(jì)的綜合比較，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。如果500kV輸電線路發(fā)生污閃故障，將使其供電難以有效發(fā)展，甚至引發(fā)跳閘問(wèn)題。在實(shí)際的設(shè)計(jì)和管理過(guò)程中，需要科學(xué)地給予預(yù)防。500kV輸電線路污閃故障是由于輸電線路絕緣子受污，未能及時(shí)拆除造成的。但是，污閃故障的原因還包括輸電線路的材料質(zhì)量問(wèn)題，這也會(huì)影響線路的絕緣效果。為避免500kV輸電線路污閃事故的發(fā)生，必須定期對(duì)輸電線路絕緣子表面進(jìn)行除塵。特別是風(fēng)雨過(guò)后，要清除絕緣子表面的灰塵和附著物，以免影響絕緣子的工作能力，保證輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1.2自然變化影響

影響導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)的因素很多，如導(dǎo)線的材質(zhì)和直徑等，但風(fēng)速、風(fēng)向和線路的地形地貌特征影響最為明顯。通過(guò)對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)屬于內(nèi)蒙古典型的草原地形和風(fēng)氣候特征。在年平均氣溫14℃，最低氣溫-38℃的環(huán)境中，線路長(zhǎng)期被風(fēng)吹，年平均風(fēng)速10m/s，線路張力大。如果接地導(dǎo)線的性能不好，自阻尼特性不好，會(huì)造成微風(fēng)振動(dòng)衰減差，容易導(dǎo)致線路疲勞斷裂。

1.3表層脫碳層不均勻

鍍鋅鋼絲表面總脫碳層深度40μm，超過(guò)GB/T4354-2008 65號(hào)鋼表面總脫碳層深度≤2%D的要求。鋼絲在加熱、軋制及隨后的空冷過(guò)程中容易發(fā)生脫碳，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低鋼絲的強(qiáng)度和抗疲勞性能。同時(shí)，鍍鋅鋼絲表面約有16μm深的線狀開(kāi)口和尖銳凹坑，不符合鋼絲表面應(yīng)光滑、不應(yīng)開(kāi)裂的要求。

2架空地線斷股試驗(yàn)分析

2.1宏觀地貌分析

從現(xiàn)場(chǎng)情況看，地線斷開(kāi)部分位于塔間距中間，遠(yuǎn)離線夾。與線夾或金屬工具沒(méi)有接觸或摩擦。斷裂部位均為鋼絞線最外圈的鍍鋅鋼絲，斷裂部位零散。地線斷裂主要表現(xiàn)為脆性斷裂，無(wú)塑性變形。斷口平整，鋼絲無(wú)塑性伸長(zhǎng)變形和頸部收縮。斷口表面呈深灰色，較清潔，表面無(wú)電流燒傷和高溫熔合痕跡，鋼絲及斷口表面無(wú)嚴(yán)重氧化腐蝕損傷。

2.2斷口掃描電子顯微鏡檢測(cè)

掃描電鏡檢查結(jié)果表明，地線斷口表面沒(méi)有明顯的疲勞條紋，斷口附近的鋼絲表面也沒(méi)有周向裂紋，說(shuō)明不是微動(dòng)振動(dòng)引起的疲勞斷裂。但在脆性斷裂邊緣發(fā)現(xiàn)沿母線方向的軸向裂紋，鋼絲表面也有尖銳的凹坑。軸向裂紋是鋼絲的初始斷裂源。

2.3顯微組織分析

在鋼絲表面組織鍍鋅層并觀察發(fā)現(xiàn)，鋼絲表面覆蓋的大部分區(qū)域都有厚度為40微米的鍍鋅層，但鍍鋅層不均勻，局部有約160微米厚的鋅塊，且部分部位無(wú)鍍鋅層，鍍鋅工藝存在問(wèn)題，不在使用范圍內(nèi)符合要求的鍍鋅鋼絲表面鍍層應(yīng)均勻、連續(xù)、光滑，不應(yīng)有裂紋和漏鍍等影響使用的表面缺陷。同時(shí)，鋼絲表面組織存在整圈深度為40μm的全脫碳層缺陷。不同深度的線狀開(kāi)口和耳廓缺損，最深約16μm，分布于整個(gè)耳廓表面。

2.4機(jī)械性能分析

這些開(kāi)口缺陷覆蓋在鍍鋅層下，并在鋼絲鍍鋅前形成。鍍鋅前，鋼絲應(yīng)光滑、清潔。測(cè)試了鍍鋅鋼絲的抗拉強(qiáng)度和韌性。由此可見(jiàn)，鋼絲的抗拉強(qiáng)度為1108MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于GB/T3428--2012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低強(qiáng)度等級(jí)，即1級(jí)鍍鋅鋼絲的抗拉強(qiáng)度大于1310MPa。另外，直徑為D的芯棒纏繞試驗(yàn)時(shí)，鋼絲表面肉眼可見(jiàn)形成明顯的周向裂紋缺陷，與標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)可見(jiàn)裂紋的要求不符，說(shuō)明鋼絲韌性也不合格。

3明確檢修內(nèi)容，創(chuàng)新檢修理念

在500kV輸電線路的檢修過(guò)程中，要提高定期檢修的重要性，分析技術(shù)運(yùn)行方式和運(yùn)行狀態(tài)，明確相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)，創(chuàng)新檢修方式，不斷提高500kV線路檢修的整體效果和工作質(zhì)量。在500kV輸電線路的檢修中，必須提高對(duì)地導(dǎo)線檢修的重要性。500kV輸電線路接地導(dǎo)線檢修時(shí)，應(yīng)打開(kāi)線夾，深入檢查接地導(dǎo)線內(nèi)部，并對(duì)繞在上部的導(dǎo)線進(jìn)行梳理。電線的表面需要仔細(xì)檢查。如果皮膚損壞或磨損，需要切斷損壞的部分，然后重新連接電線。輸電線路的絕緣子也需要更新?lián)Q代，更加注重維護(hù)。在輸電線路發(fā)生故障，特別是雷雨天氣雷擊的情況下，輸電線路的絕緣子經(jīng)常因絕緣子故障而需要修復(fù)。根據(jù)絕緣子各部位情況，檢查各部位有無(wú)松動(dòng)、有無(wú)裂紋等。在清洗過(guò)程中，應(yīng)使用清洗劑將絕緣子上部的污垢清理干凈，以確保500kV輸電線路在金屬板脫落或鋼帽生銹時(shí)的安全運(yùn)行。

結(jié)論

熱加工缺陷等是500kV超高壓輸電線路架空地線頻繁發(fā)生斷股的主要原因，具體表現(xiàn)為非金屬夾雜物、鍍鋅鋼線材料存在超標(biāo)脫碳層等，這些原因都造成了鋼線強(qiáng)度、韌性無(wú)法滿足應(yīng)用需要，在鋼線外部造成裂紋等缺陷，架空地線質(zhì)量問(wèn)題將會(huì)直接的影響到500kV超高壓輸電線路的正常運(yùn)行。針對(duì)這種情況，要及時(shí)更換架空地線，嚴(yán)格把握導(dǎo)線的質(zhì)量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，保障500kV超高壓輸電線路的組織、機(jī)械等性能能夠符合標(biāo)準(zhǔn)要求，避免不合格的架空地線應(yīng)用其中，能夠在根本上促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

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