徐維，敖翔，李冬

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)云南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，昆明 650051）

0 前言

目前云南電網(wǎng)在運(yùn)的500 kV線(xiàn)路長(zhǎng)度已超過(guò)一萬(wàn)公里，500 kV線(xiàn)路作為電網(wǎng)的骨干網(wǎng)架，具有重要性強(qiáng)，輸送容量高，導(dǎo)線(xiàn)截面大等特點(diǎn)，通常采用四分裂及以上的導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)垂荷較大，因此懸垂絕緣子串通常均選擇160 kN以上的大噸位。本文針對(duì)我省已運(yùn)行的500 kV多樂(lè)永豐Ⅱ回線(xiàn)長(zhǎng)期運(yùn)行后，線(xiàn)路懸垂絕緣子串中出現(xiàn)的絕緣子金具磨碰塔材的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)解決對(duì)策，可為同類(lèi)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。對(duì)保障500 kV線(xiàn)路的安全運(yùn)行，提高新建線(xiàn)路的可靠性也是十分必要的。

1 線(xiàn)路概況

500 kV多樂(lè)永豐Ⅱ回線(xiàn)于2010年01月15日投運(yùn)，線(xiàn)路起于500 kV多樂(lè)變電站，止于500 kV永豐變電站，全線(xiàn)采用單雙回混合架設(shè)，全長(zhǎng)137.053 km，共348基桿塔。線(xiàn)路按10 mm、20 mm、30 mm三個(gè)冰區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基本風(fēng)速27m/s。導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)：10 mm、20 mm冰區(qū)采用4×LGJ -500/45型鋼芯鋁絞線(xiàn)、30 mm冰區(qū)采用4×JLHA1/G1A-500-54/7型鋼芯鋁合金絞線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)懸垂絕緣子串采用單聯(lián)和雙聯(lián)160 kN、210 kN、300 kN串型，耐張絕緣子串采用雙聯(lián)300 kN、420 kN絕緣子串。

2 現(xiàn)場(chǎng)巡檢情況

運(yùn)檢單位在對(duì)500 kV多永Ⅱ回線(xiàn)進(jìn)行例行登塔巡檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)絕緣子串球頭掛環(huán)與掛線(xiàn)鐵存在磨碰。出現(xiàn)磨碰現(xiàn)象的塔位總計(jì)有七基，本次發(fā)現(xiàn)有磨碰現(xiàn)象的區(qū)段耐張塔采用干字型塔、直線(xiàn)塔采用常規(guī)型酒杯塔及貓頭塔，導(dǎo)線(xiàn)金具串型為單串LX52。

其中出現(xiàn)磨碰的鐵塔中又以#036塔最為嚴(yán)重，B相（邊相）導(dǎo)線(xiàn)絕緣子串球頭掛環(huán)磨損嚴(yán)重，磨碰位置為掛點(diǎn)球頭掛環(huán)上部與掛線(xiàn)鐵底部，球頭掛環(huán)上部出現(xiàn)因長(zhǎng)期磨碰導(dǎo)致的凹槽，并出現(xiàn)銹跡，而掛線(xiàn)鐵下部磨碰點(diǎn)也出現(xiàn)了少量鍍鋅層脫落和銹跡。

3 原因分析

3.1 金具原因分析

按照運(yùn)檢單位現(xiàn)場(chǎng)登塔檢查結(jié)果，出現(xiàn)磨碰的都是10 mm冰區(qū)單回路ZB553A、ZB554A塔型并采用LX52串的塔位，LX52懸垂絕緣子串組裝圖如圖1所示。

圖1 LX52懸垂絕緣子串組裝圖

經(jīng)過(guò)分析ZB551A、ZB552A塔型掛點(diǎn)至掛線(xiàn)鐵邊緣距離為80 mm，ZB553A、ZB554A、ZMK551A塔型掛點(diǎn)至掛線(xiàn)鐵邊緣距離為90 mm。由于LX52串與掛點(diǎn)連接的第一個(gè)U型環(huán)長(zhǎng)度為9 5mm，導(dǎo)致與之連接的Q-16Q球頭掛環(huán)與角鋼距離較近。當(dāng)ZB551A、ZB552A塔使用LX52（WX52）串型偏角超過(guò)21°，ZB553A、ZB554A、ZMK551A塔 使 用 LX52（WX52）串型偏角超過(guò)18°時(shí)就可能發(fā)生磨碰的情況，如圖2所示。

圖2 原LX52串轉(zhuǎn)動(dòng)角度

3.2 桿塔原因分析

此外本次出現(xiàn)磨損的塔位相鄰塔型多為干字型耐張塔，特別是當(dāng)與杯型直線(xiàn)塔相鄰的為干字型耐張塔時(shí)，由于耐張、直線(xiàn)塔型橫擔(dān)長(zhǎng)短差異，引起直線(xiàn)塔懸垂串向內(nèi)偏移，雖然原設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)校核，絕緣子串偏移后均滿(mǎn)足大風(fēng)工況絕緣子串風(fēng)偏后對(duì)塔身的絕緣間隙要求，但串偏移后原設(shè)計(jì)供金具活動(dòng)的范圍減小，導(dǎo)致更容易出現(xiàn)金具磨碰的情況。如多永Ⅱ回線(xiàn)中磨碰情況最嚴(yán)重的#36塔，該塔為Ⅱ回線(xiàn)中偏移情況最嚴(yán)重的塔位，正常運(yùn)行情況下該塔絕緣子偏移約8°，球頭掛環(huán)與掛線(xiàn)角鋼間夾角剩余約10°。正好該塔位又地處風(fēng)力較大的地方，絕緣子串受風(fēng)后發(fā)生偏移，就出現(xiàn)球頭掛環(huán)與角鋼的間歇性磨碰的情況。

4 安全分析及處理措施

4.1 運(yùn)行線(xiàn)路安全性分析

針對(duì)上述出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，磨碰部位球頭掛環(huán)Q-16Q與連接的U型環(huán)U-16采用了環(huán)-環(huán)連接的形式，該連接形式在各方向均有較強(qiáng)的活動(dòng)性，金具間轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，當(dāng)發(fā)生球頭磨碰角鋼時(shí)各金具間連接點(diǎn)都可以自由活動(dòng)，并不會(huì)出現(xiàn)容易將金具掰斷的橫向剪切力矩。而且球頭掛環(huán)與塔材發(fā)生卡碰的僅為掛環(huán)上的點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)，相對(duì)于圓環(huán)22 mm的直徑，對(duì)該金具強(qiáng)度影響較小，因此該串型目前的運(yùn)行是安全可靠的。磨碰的影響主要表現(xiàn)為金具外層鍍鋅層脫落，導(dǎo)致脫落處銹蝕。金具銹蝕將為線(xiàn)路長(zhǎng)期安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。

4.2 處理措施

為了徹底杜絕以上隱患，建議可將原串型中連接金具U-16更換為加長(zhǎng)型的UL-16，更換后原球頭掛環(huán)Q-16Q的磨碰位置下移，徹底避開(kāi)掛線(xiàn)角鋼，調(diào)整后懸垂串U型環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍增加11°，ZB551A、ZB552A塔型達(dá)到33°，ZB553A、ZB554A塔型達(dá)到29°。金具活動(dòng)范圍大大增加，不會(huì)再發(fā)生球頭掛環(huán)與塔材的磨碰問(wèn)題，如圖3所示。

4.3 改進(jìn)建議

在今后新的500 kV線(xiàn)路桿塔設(shè)計(jì)中，可將直線(xiàn)桿塔連塔金具耳軸掛板GD更換為掛點(diǎn)長(zhǎng)度更長(zhǎng)的ZBS掛板，這將有效的增加聯(lián)塔螺栓到金具掛點(diǎn)之間的距離，避免球頭掛環(huán)與塔材的碰撞，以上修改已在《南方電網(wǎng)桿塔通用設(shè)計(jì)原則》中得到體現(xiàn)。此外如設(shè)計(jì)中使用到了原來(lái)掛點(diǎn)按GD掛板進(jìn)行設(shè)計(jì)的老塔型，可采用EB掛板替換GD，兩型號(hào)金具尺寸通用，但EB較GD金具連接掛板長(zhǎng)度增加了88 mm，也可避免出現(xiàn)上述的問(wèn)題，兩型號(hào)金具尺寸對(duì)比見(jiàn)圖4。

圖3 修改后LX52串轉(zhuǎn)動(dòng)角度

圖4 GD掛點(diǎn)與EB掛點(diǎn)尺寸對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

500 kV線(xiàn)路作為云南電網(wǎng)最重要的骨干輸電網(wǎng)，具有重要性、可靠性、安全性、復(fù)雜性等方面要求高的特點(diǎn)，電網(wǎng)難以承受線(xiàn)路因故障而導(dǎo)致的不正常停運(yùn)。線(xiàn)路絕緣子串雖然看似技術(shù)含量不高，但由于其長(zhǎng)期經(jīng)受風(fēng)吹日曬、冰凍嚴(yán)寒、大風(fēng)疲勞等復(fù)雜的氣象條件，此外還需承受水平荷載、垂直荷載、導(dǎo)線(xiàn)張力等多個(gè)方向復(fù)雜合力，因此往往會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)階段難以預(yù)料到的運(yùn)行情況，只有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行才能暴露問(wèn)題，這就要求設(shè)計(jì)單位必須對(duì)運(yùn)維單位在日常巡檢中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題作出及時(shí)響應(yīng)，分析問(wèn)題對(duì)安全運(yùn)行的影響，提出整改措施，并舉一反三針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題在新設(shè)計(jì)中進(jìn)行不斷優(yōu)化和改進(jìn)。從而提高架空輸電線(xiàn)路的整體設(shè)計(jì)運(yùn)行水平。