呂占杰，王進(jìn)，唐貴基，吳章勤，韓國棟，萬書亭

(1.華北電力大學(xué)機(jī)械工程系，河北 保定 071003；2.華北電力大學(xué)云南電網(wǎng)公司研究生工作站，昆明 650217；3.云南電網(wǎng)公司電力研究院，昆明 650217)

110 kV輸電線路耐張線夾斷裂故障診斷

呂占杰1，2，王進(jìn)3，唐貴基1，吳章勤3，韓國棟1，2，萬書亭1

(1.華北電力大學(xué)機(jī)械工程系，河北 保定 071003；2.華北電力大學(xué)云南電網(wǎng)公司研究生工作站，昆明 650217；3.云南電網(wǎng)公司電力研究院，昆明 650217)

介紹我國電力金具的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展前景，提出目前耐張線夾常見的故障及常用的診斷方法。針對(duì)某斷路器出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作跳閘，重合閘動(dòng)作不成功的狀況，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)某耐張線夾引流段搭接處燒斷脫落。通過材質(zhì)分析、宏觀分析、能譜分析、X射線分析得出結(jié)論螺栓在運(yùn)行過程中嚴(yán)重銹蝕、松動(dòng)，螺栓和鋁板之間發(fā)生放電，在電流過大時(shí)螺栓和鋁板發(fā)生熔化所致。最后給出預(yù)防耐張線夾故障的措施。

耐張線夾；電力金具；故障；診斷

0 前言

電力金具是連接和組合電力系統(tǒng)中各類裝置、傳遞機(jī)械、電氣負(fù)荷及某種防護(hù)作用的金屬部件，和鐵塔、導(dǎo)線、絕緣子一起組成輸電線路，電力金具在輸變電工程中起著重要作用[1]。針對(duì)目前許多輸電線路趨于老齡化，電力金具故障時(shí)有發(fā)生，關(guān)系到電網(wǎng)的安全運(yùn)行。我國能源資源大部分在西部，而電力需求則集中在東部。到2020年，我國需要建設(shè)特高壓同步電網(wǎng)，對(duì)電力金具的需求將是巨量的[2]。

1 耐張線夾故障及診斷

按照電力金具的使用功能，可劃分為耐張線夾、懸垂線夾、接連金具、接續(xù)金具、保護(hù)金具、拉線金具等9大類。耐張線夾是輸電線路的重要金具之一，本體分為鋼錨與鋁管兩部分，主要用來禁錮導(dǎo)線的終端，將導(dǎo)線或避雷線固定在非直線桿塔的耐張絕緣子串上，同時(shí)也要承受電氣負(fù)荷，其對(duì)高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著非常重要的作用[3-4]。

目前由于電網(wǎng)老化、耐張線夾的施工或設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致斷線的事故時(shí)有發(fā)生，因此耐張線夾的故障診斷對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要的意義。目前對(duì)耐張線夾故障診斷常用的方法有外觀檢查、尺寸測(cè)量、化學(xué)元素分析、力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)、硬度實(shí)驗(yàn)、X射線檢測(cè)等。下面以某110 kV變電站耐張塔耐張線夾引流段搭接處燒斷脫落，耐張線夾引流巴掌螺孔被燒壞故障為例，綜合分析故障的原因[5]。

2 事故概況

某供電局110 kV輸電線路176斷路器零序Ⅰ段、接地距離Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作跳閘，重合閘動(dòng)作不成功。110 kV小新街鐵路牽引變，無負(fù)荷損失，保護(hù)動(dòng)作為零序Ⅰ段，接地距離Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作跳閘，保護(hù)測(cè)距為13.44 km，B相接地故障。故障錄波測(cè)距13.04 km，B相接地故障。輸電管理所接調(diào)度通知開展故障查線。輸電管理所按照調(diào)度要求開展故障查找工作，于7月25日排查至#41塔時(shí)，發(fā)現(xiàn)#41耐張塔B相 (中臺(tái)導(dǎo)線)大號(hào)側(cè)引流線巴掌從耐張線夾引流端搭接處燒斷脫落，耐張線夾引流巴掌螺孔已被燒壞，線路跳閘時(shí)，自然環(huán)境為有大雨且伴有強(qiáng)雷電。#41塔導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ-240/30，該導(dǎo)線額定容許負(fù)荷電流可達(dá)610 A。

3 耐張線夾的故障分析

實(shí)驗(yàn)樣品分別為燒損的41#塔B相 (中臺(tái)線)大號(hào)側(cè)耐張線夾及引流板，用做對(duì)比的42#塔B相 (左邊線)小號(hào)側(cè)耐張線夾及引流板.

3.1 材質(zhì)分析

分別在41#塔、42#塔的耐張線夾直板和引流板部位采用火花源原子發(fā)射光譜法進(jìn)行材質(zhì)檢測(cè)，材料設(shè)計(jì)牌號(hào)不明，試驗(yàn)采用盲打法進(jìn)行。檢測(cè)結(jié)果如表1：

表1 41#塔、42#塔的耐張線夾直板和引流板部位元素表

檢測(cè)結(jié)果表明來樣41#引流板的Mn、42#引流板的Mg略高于標(biāo)準(zhǔn)要求，其余均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。上述結(jié)果判定材質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求的依據(jù)。

3.2 宏觀分析

41#塔耐張線夾和引流板斷口均呈熔斷跡象，斷口主體為白色，另有一部分黑色的附著物 (能譜抽檢表明該黑色附著物為鐵，見能譜分析部分)。耐張線夾直板斷口處螺栓已脫落，另一顆螺栓尚保留，螺栓嚴(yán)重銹蝕，且已明顯變細(xì)，螺栓松動(dòng)，墊圈銹死，鋁板上螺栓孔已擴(kuò)大至和墊圈同等大小，在螺栓孔表面還可看到黑色物質(zhì)和熔化痕跡，表明螺栓在運(yùn)行過程中與鋁板間有放電發(fā)生。在熔化的斷口上也可看到殘留螺栓孔大小和形態(tài)與之相似，表明線夾熔斷前螺栓也很可能有嚴(yán)重銹蝕和松動(dòng)[6]。

3.3 能譜分析

對(duì)41#塔B相引流板斷口上黑色附著物進(jìn)行能譜檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明該黑色附著物主要成分為鐵，因此該附著物應(yīng)為熔化后的螺栓附著。能譜掃描結(jié)果數(shù)據(jù)如表2：

表2 41#塔B相引流板斷口能譜分析結(jié)果

3.4 X射線分析

X射線檢測(cè)具有簡(jiǎn)便、快捷、省力、檢測(cè)效率高等特點(diǎn)，對(duì)耐張線夾內(nèi)部故障診斷具有較好的效果。對(duì)該耐張線夾進(jìn)行X射線數(shù)字成像檢測(cè)，檢查其壓接位置是否正確及是否有內(nèi)部缺陷。結(jié)果如圖1所示。從圖1可看出，該耐張線夾內(nèi)部無缺陷且壓接質(zhì)量完好[7]。

Integrated Fault Diagnosis on Strain Clamp Cracking of 110 kV Transmission Line

LV Zhanjie1，2，WANG Jin3，TANG Guiji1，WU Zhangqin3，HAN Guodong1，2，WAN Shuting1
(1.Department of Mechanical Engineering，North China Electric Power University，Baoding，Hebei 071003；2.Graduate Workstation of North China Electric Power University＆Yunnan Power Grid Corporation，Kunming 650217；3.Yunnan Electric Power Research Institute，Kunming 650217)

First introduced the development of China's electrical fittings and development prospects，proposed the current common faults and common diagnosis methods of strain clamp.For a certain breaker occurs protection tripping and can not reclosing successfully，as the investigation found that certain segments Clamp drainage lap blown off.By material analysis，macro analysis，spectrum analysis，X-ray analysis concluded bolts severe corrosion，loose，discharge occurs between the bolt and aluminum during operation，when the electric current is too large due to the melting of bolts and aluminum.Finally，measures are given to prevent the fault of clamp.

strain clamp；line hardware；fault；diagnosis

TM75

B

1006-7345(2014)04-0090-03