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        一例110kV線夾斷裂原因分析

        2016-07-12 09:32:20劉國(guó)輝余立平皇甫武軍王精華
        大科技 2016年26期
        關(guān)鍵詞:刀閘引線排查

        劉國(guó)輝 余立平 尉 謙 皇甫武軍 王精華

        (國(guó)網(wǎng)洛陽(yáng)供電公司 河南洛陽(yáng) 471000)

        一例110kV線夾斷裂原因分析

        劉國(guó)輝 余立平 尉 謙 皇甫武軍 王精華

        (國(guó)網(wǎng)洛陽(yáng)供電公司 河南洛陽(yáng) 471000)

        文章通過對(duì)一例110kV線夾斷裂情況進(jìn)行分析,得出了導(dǎo)致故障發(fā)生的原因是由于材質(zhì)缺陷,制造工藝不良,運(yùn)行環(huán)境等影響造成。本文針對(duì)此原因制定了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略,保障設(shè)備和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,并取得了良好的效果,對(duì)于防范類似故障的發(fā)生以及處理等具有一定的借鑒意義。

        刀閘;線夾;斷裂

        前言

        110kV線夾發(fā)生斷裂,給電網(wǎng)安全生產(chǎn)帶來危害,使安全存在嚴(yán)重隱患,現(xiàn)介紹一例110kV線夾發(fā)生故障斷裂,分析斷裂的原因,以及提出改進(jìn)防范措施。

        1 110kV線夾斷裂情況

        2012年1月15日,**變110kV朝東線試運(yùn)行,期間在母線倒閘操作過程中110kV朝旭1北刀閘B相引線線夾斷裂,隨后對(duì)朝旭線停電,更換了朝旭1北刀閘三相引線,恢復(fù)正常運(yùn)行。

        設(shè)備基本情況:朝旭1北刀閘為長(zhǎng)沙高壓開關(guān)有限公司生產(chǎn)的GW5-126ⅢDW型刀閘,2005年11月份出廠,2006年4月投入運(yùn)行,母線引下線刀閘側(cè)線夾為SYG-300B型銅鋁過渡線夾。

        2 線夾斷裂技術(shù)分析

        2.1 銅鋁過渡線夾

        銅有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗腐蝕性能,但是銅較為貴重,不便大量使用,鋁可以代替銅作為導(dǎo)電材科,性能上,鋁的導(dǎo)電率約為銅的60%,鋁的比重小,約為銅的1/3,綜合考慮,相同的導(dǎo)電需求,鋁的投資要比銅少60~70%。所以在電力運(yùn)行方面就有很多銅與鋁連接的情況,這就出現(xiàn)了銅鋁過渡設(shè)備線夾。

        銅鋁過渡線夾經(jīng)常的失效方式就是焊接結(jié)構(gòu)的斷裂。由于銅鋁設(shè)備線夾的焊接方式與運(yùn)行特性讓焊接面直接承受拉力,而且焊接截面又比較小,所以發(fā)生斷裂的幾率較高。鋁與銅的焊接,屬于異種金屬的焊接。它們的焊接要比鋁本身的焊接困難還要大。這是因?yàn)殇X與銅的冶金特點(diǎn)和它們之間存在的物理、化學(xué)性能的巨大差異所造成的。鋁的熔點(diǎn)比銅的約低一倍。在焊接中,當(dāng)鋁已熔化,銅卻保持固體狀態(tài)。當(dāng)銅開始溶化,而鋁已熔化很多了。這就使鋁的損耗量大大超過銅。銅和鋁熔合之后容易形成鋁與銅的合金。其中一類稱為金屬化合物,如CuAl2及CuAl4等,這類化合物硬而脆、導(dǎo)電性能特別差,性能上無法滿足機(jī)械性能和電氣性能上的要求,而且有熱裂傾向。

        2.2 本次斷裂分析

        2.2.1 材質(zhì)

        朝旭1北刀閘側(cè)線夾采用為SYG-300B型銅鋁過渡線夾,線夾銅鋁過渡處采用閃光對(duì)焊進(jìn)行焊接形成銅鋁過渡板。此次B相線夾斷裂部位位于銅鋁過渡的熔合線部位,觀察斷面其結(jié)合面已不足1/5,主要位于斷面邊沿處,斷面處有輕微銅銹出現(xiàn),線夾斷口明顯分為兩個(gè)部分,顏色光亮部分和顏色較暗部分,可以推斷出,兩個(gè)區(qū)域并非同一時(shí)間形成,顏色較暗部分已經(jīng)氧化,最近的斷裂行為發(fā)生在顏色光亮部分,在線夾斷裂前結(jié)合強(qiáng)度已嚴(yán)重不足,是在運(yùn)行中產(chǎn)生的斷裂缺陷。

        2.2.2 制造工藝

        朝旭1北刀閘線夾B相線夾斷裂面顏色較暗,鋁材一側(cè)斷面存在氧化現(xiàn)象,說明在焊接前鋁已經(jīng)生成氧化膜,而且由于焊接時(shí)頂煅壓力不夠,使溶化的焊材未及時(shí)擠出焊縫造成未焊合和焊瘤。觀察斷面,有鋁材在高溫下氧化產(chǎn)生的氧化鋁滯留在焊縫中形成的所謂的“夾渣”現(xiàn)象,致使結(jié)合強(qiáng)度不足。銅材一側(cè)僅有薄薄一層焊料,銅鋁之間焊接沒有充分熔合,即焊接未焊透,焊接質(zhì)量不高。

        2.2.3 外力影響

        朝旭1北刀閘B相下引線長(zhǎng)度較長(zhǎng),正常狀態(tài)較為松弛,在分閘狀態(tài)下,線夾與導(dǎo)線之間角度大于30°,在遇到大風(fēng)天氣引線擺動(dòng)幅度較大,在線夾切線方向產(chǎn)生剪應(yīng)力,在間歇式風(fēng)擺形成的應(yīng)力長(zhǎng)期作用下易導(dǎo)致線夾銅鋁結(jié)合面產(chǎn)生裂紋,裂紋處成為疲勞源,最終導(dǎo)致線夾裂縫增大直至斷裂。

        2.2.4 運(yùn)行條件

        觀察線夾斷面有銅銹出現(xiàn),而銅鋁過渡線夾在產(chǎn)生裂紋后,如果遇到雨水天氣,會(huì)在裂縫處產(chǎn)生電解液,引起嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕,這些腐蝕的產(chǎn)物的導(dǎo)電性能一般都相對(duì)較差,從而引起過渡線夾發(fā)熱,腐蝕加劇,形成惡性循環(huán),導(dǎo)致裂紋越來越大。

        2.2.5 人員原因

        年度技術(shù)監(jiān)督檢查時(shí)曾要求加強(qiáng)對(duì)線夾運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)工作,進(jìn)行周期性的專項(xiàng)治理排查,而后由于種種原因,此項(xiàng)行動(dòng)沒有堅(jiān)持下來,在隱患治理排查方面留下一定的真空地帶。運(yùn)行及檢修人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行正常巡視過程中,由于線夾位置相對(duì)較高,且線夾采用垂直位置安裝,不易觀察到在銅鋁結(jié)合部位產(chǎn)生裂紋,導(dǎo)致隱患排查不徹底,最終演變?yōu)槲<比毕荨?/p>

        沒有落實(shí)設(shè)備責(zé)任人制度,日常巡視不認(rèn)真,對(duì)設(shè)備線夾不夠重視,操作刀閘時(shí)只重視檢查刀閘設(shè)備,未檢查到即將斷裂的設(shè)備線夾。

        2.3 原因定性

        綜合以上分析,我們認(rèn)為,此次朝旭1北刀閘B相線夾斷裂的主要原因?yàn)榫€夾質(zhì)量不合格,線夾在焊接時(shí)銅材和鋁材并未緊密焊合,在運(yùn)行與操作過程中,線夾的銅鋁過渡部分受到集中應(yīng)力的影響,使得未焊合的焊縫不斷加大,并且在電化學(xué)腐蝕的持續(xù)作用下愈演愈烈,最終發(fā)展為線夾在操作時(shí)無法抗拒導(dǎo)線的拉扯,導(dǎo)致斷裂。

        3 目前采取的措施和對(duì)下一步工作如何開展的建議

        (1)對(duì)同類型設(shè)備線夾進(jìn)行全面排查,下一步將針對(duì)銅鋁過渡線夾做專項(xiàng)排查,停電操作前先檢查線夾情況,堅(jiān)決杜絕類似故障的再次發(fā)生。

        (2)將該變電站110kV安裝同類型線夾的設(shè)備列入年度計(jì)劃,將銅鋁過度線夾全部更換。

        (3)結(jié)合設(shè)備停電預(yù)試、檢修等工作,加強(qiáng)對(duì)設(shè)備線夾、接頭的檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更換,并逐步完成將銅鋁過渡線夾更換為全鋁線夾的工作。

        (4)加強(qiáng)設(shè)備巡視管理,提高巡視質(zhì)量,對(duì)于故障易發(fā)點(diǎn)設(shè)立專項(xiàng)巡視檢查制度,并做好記錄。

        (5)加強(qiáng)紅外測(cè)溫管理,對(duì)于出現(xiàn)裂紋的線夾易于出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,能夠在紅外成像上有所反映,對(duì)于防范事故的發(fā)生有重要作用。

        [1]田澤.某110kV變電站隔離開關(guān)線夾斷裂原因分析[J].湖北電力,2015(12).

        [2]呂占杰.110kV輸電線路耐張線夾故障診斷[J].云南電力技術(shù),2014(8).

        [3]盧振宇.500kV變電站SSY型設(shè)備線夾斷裂分析[J].廣東電力,2015(3).

        TM07

        A

        1004-7344(2016)26-0101-01

        2016-9-1

        劉國(guó)輝(1979-),男,高級(jí)工程師,從事電網(wǎng)運(yùn)維管理工作。

        余立平(1971-),男,高級(jí)工程師,技師,研究生,主要從事配電運(yùn)維管理、故障搶修、配網(wǎng)不停電管理工作。

        尉謙(1982-),男,工程師,主要從事配網(wǎng)運(yùn)維管理工作。

        皇甫武軍(1982-),男,工程師,主要從事配網(wǎng)運(yùn)維管理、配網(wǎng)不停電作業(yè)管理工作。

        王精華(1978-),男,政工師,主要從事培訓(xùn)管理工作。

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