林健枝,周亞兵
(清遠供電局,廣東 清遠 511500)
一起220kV架空輸電線路耐張線夾斷裂故障原因分析
林健枝,周亞兵
(清遠供電局,廣東 清遠 511500)
在架空輸電線路工程建設(shè)中,導(dǎo)地線的接續(xù)屬隱蔽工程,當施工工藝不良、施工質(zhì)量監(jiān)控不到位時,容易造成隱蔽缺陷,在日后設(shè)備運行過程中將可能出現(xiàn)嚴重的后果。本文就一起220kV架空輸電線路耐張線夾斷裂故障進行原因分析,探討相應(yīng)預(yù)防措施。
架空輸電線路;耐張線夾;斷裂
某年7月17日14:54時,清遠220kV陽燕乙線兩側(cè)開關(guān)C相故障跳閘,重合不成功跳三相。陽山站:主一縱聯(lián)保護、主二縱聯(lián)保護以及距離一段保護動作;燕河站:主一縱聯(lián)保護、主二縱聯(lián)保護動作。15:46時燕河站對220kV陽燕乙線強送不成功,手合后加速保護動作。
經(jīng)查線發(fā)現(xiàn)220kV陽燕乙線#4-#5塔之間C相雙分裂導(dǎo)線中的下子導(dǎo)線斷線,并確認C相子導(dǎo)線斷線是由#4鐵塔C相大號側(cè)的耐張線夾斷裂而造成的。
2.1 光譜分析
用芬蘭α-2000A直讀光譜儀對斷裂導(dǎo)線鋼芯進行成分分析,光譜分析結(jié)果表明,斷裂導(dǎo)線鋼芯成分與標準規(guī)定的Q235A材質(zhì)基本相符。
表1 斷裂導(dǎo)線鋼芯光譜成分分析
2.2 外觀檢查
對斷裂導(dǎo)線鋼芯斷口處進行變形測量,斷口處有明顯的縮頸現(xiàn)象,用游標卡尺測量斷口處直徑,經(jīng)計算得出斷面收縮率約為86%,說明材料塑性很好,滿足標準規(guī)定的要求。
2.3 金相組織觀察
截取斷口處一段導(dǎo)線鋼芯,經(jīng)鑲嵌、磨樣、拋光并用3%硝酸酒精腐蝕后,在德國Leica DMI 3000M型金相顯微鏡觀察下金相組織觀察結(jié)果表明,導(dǎo)線鋼芯縱截面的不同部位組織均勻,均為細小的鐵素體和珠光體組織,組織觀察未見異常。
220kV陽燕乙線#4鐵塔C相斷裂耐張線夾型號為NY-300/40,與陽燕乙線雙分裂2×LGJ-300/40型導(dǎo)線配套,故障的耐張線夾運行兩年即發(fā)生斷裂。
耐張線夾斷裂是由承力鋼絞線斷線引起的,而該段線路投產(chǎn)時間不長,鋼絲性能變差的可能性較小,特別是上述對斷口處鋼芯作材質(zhì)試驗分析表明,鋼芯的成分、塑性及金相組織形貌良好,材質(zhì)正常。因此,基本否定因鋼芯材質(zhì)問題導(dǎo)致斷線的可能性。
事實上,線路架線工程因施工不良產(chǎn)生設(shè)備缺陷或運行故障比較普遍,且大多在投運后幾月至1-2年內(nèi)便會暴露,本次線夾斷裂故障也符合這個規(guī)律。根據(jù)線夾斷口處外觀形態(tài)及液壓管壓接工藝檢查情況,認定本次耐張線夾斷裂是由液壓操作不滿足施工工藝要求引起的,具體原因分析如下:
(1)鋼芯鋁絞線及耐張線夾液壓操作前,要求先清洗壓接部位,除去泥土、油垢等雜質(zhì),確保壓接質(zhì)量。但檢查壓接處鋼芯表面、鋼錨液壓管內(nèi)外表面均存在陳舊銹斑和泥土痕跡(后證實施工期間為雨天),鋼芯及鋼錨壓接表面雜質(zhì)或污垢將嚴重影響液壓質(zhì)量,導(dǎo)致耐張線夾握力降低。
(2)液壓施工規(guī)程要求液壓管壓后三個對邊距尺寸S(mm)的最大允許值滿足S=0.866×0.993D+0.2的要求(D為液壓管外徑,mm),且三個對邊距只允許一個達到最大值。但實測鋼錨液壓管5個壓模的對邊距均不滿足要求,鋼芯斷口處所在左端部壓模壓接質(zhì)量最好,但也不滿足尺寸要求。由于液壓不到位,耐張線夾握力將大大低于標準要求。
(3)鋼錨先于鋁管壓接,為保證鋁管壓接時不破壞鋼錨壓接部位,液壓工藝將鋁管壓接區(qū)限制在鋼錨壓接區(qū)之外。但檢查鋁管兩端壓模均已越界,分別壓到鋼錨壓接區(qū)域,特別是對鋼芯斷口處鋼錨左端部壓模影響較大。
220kV陽燕乙線由于耐張線夾液壓施工操作不滿足工藝要求,導(dǎo)致耐張線夾握力及抗拉強度大大降低,最終發(fā)生線夾鋼芯斷裂;鋼芯在鋼錨管口入口處斷裂,是因為管口處壓模壓接質(zhì)量最好,鋼芯承載主要靠管口處壓模握力,也是鋼芯應(yīng)力最集中之處,同時此處還受到鋁管壓模的破壞影響。
由于工期緊張、監(jiān)理不到位、施工人員素質(zhì)低及責任心不強、施工期間天氣惡劣等原因,線路工程遺留缺陷較多,其中以施工壓接不良導(dǎo)致線路通流及強度缺陷居多。因此,要繼續(xù)加強線路工程施工管理,嚴格執(zhí)行架空線路施工及驗收規(guī)范、液壓施工工藝規(guī)程等相關(guān)技術(shù)、管理標準,提高工程質(zhì)量。同時要大力開展新投產(chǎn)線路紅外測溫工作,及時發(fā)現(xiàn)通流缺陷。
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林健枝(1980—),廣東清遠人,本科,從事輸電線路運行管理。