夏喜山，周宏文，呂琨璐

（1．國(guó)網(wǎng)黑龍江賓縣電業(yè)局有限公司，黑龍江 賓縣150400；2．國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司銀川供電公司，寧夏 銀川750002；3．國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司寧東供電公司，寧夏 寧東750411）

關(guān)鍵字：220 kV線路；跳閘；碳纖維導(dǎo)線

1 事件經(jīng)過(guò)

2020年1月8日，220 kV章南甲線發(fā)生跳閘。該線路#24故障桿塔位于農(nóng)田段內(nèi)，位于#24單回耐張塔A相大號(hào)側(cè)自耐張管出口約10 cm處碳纖維導(dǎo)線發(fā)生斷裂（如圖1所示），搭落在故障桿塔下方的樹(shù)木上，24#桿塔為農(nóng)田段內(nèi)，未造成人員觸電等事故。#25塔橫擔(dān)變形。根據(jù)查閱線路施工資料，2015年4月21—25日，由寧夏某建設(shè)發(fā)展有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)施工，對(duì)該線路#8～#114區(qū)段進(jìn)行碳纖維更換，碳纖維導(dǎo)線型號(hào)為JRLX/T-400/40。經(jīng)查閱資料，該型號(hào)導(dǎo)線最大使用應(yīng)力為90 N/mm。2017年11月20—29日，因#23～#24跨越京藏高速不滿足“三跨”要求，由寧夏某電力有限公司負(fù)責(zé)施工，對(duì)該線路#22～#24段進(jìn)行桿塔改造，并將原碳纖維導(dǎo)線開(kāi)斷、重新壓接后掛至新建#24鐵塔上。

圖1 故障桿塔導(dǎo)線斷裂處照片

2 原因分析

現(xiàn)場(chǎng)將斷口兩側(cè)的導(dǎo)線進(jìn)行對(duì)接復(fù)原，碳芯斷口茬口基本能夠復(fù)原，說(shuō)明導(dǎo)線斷裂瞬間，沒(méi)有因斷裂造成碳芯有部分丟失。從外層鋁線的特征來(lái)看，有明顯拉伸現(xiàn)象，且鋁線斷口較平齊，斷裂處鋁線呈銀白色，未見(jiàn)明顯的外部損傷痕跡，符合碳芯先被拉斷后拉力全部作用在鋁線上，因鋁線為軟材質(zhì)瞬間被拉伸直至斷裂的情況。剝開(kāi)外層的鋁線上，芯棒斷口有新舊兩種斷痕（導(dǎo)線生產(chǎn)廠家結(jié)論），說(shuō)明碳芯在1月10日斷裂前已經(jīng)受損，新斷痕是導(dǎo)線整體斷裂時(shí)留下的。分析斷線的關(guān)鍵在于碳芯斷裂或舊斷痕形成的原因，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析判斷，主要有3類原因：一是導(dǎo)線在安裝前即存在傷痕，二是導(dǎo)線在安裝過(guò)程中造成傷痕，三是運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的傷痕。

在該條線路運(yùn)維工作中，因該段為高速施工重要隱患點(diǎn)，所以運(yùn)維人員除每月定期開(kāi)展一次正常巡視工作外，每天還開(kāi)展一次特巡。2018年6月7日、10月15日分別對(duì)#24塔開(kāi)展的紅外測(cè)溫均正常。該段線路于2017年11月29日改造完成，運(yùn)維單位嚴(yán)格按照施工圖進(jìn)行驗(yàn)收，投運(yùn)后再無(wú)停電綜檢和人員抵近檢查。排除運(yùn)維工作造成的影響。1月10日21:10故障時(shí)負(fù)荷13.36 MW，此段導(dǎo)線未過(guò)負(fù)荷，排除導(dǎo)線過(guò)負(fù)荷造成的影響，故此排除第三種原因——運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的傷痕。針對(duì)第一、第二類原因，銀川供電公司分別委托中國(guó)電科院和寧夏電科院開(kāi)展相應(yīng)試驗(yàn)，具體方案如下。

導(dǎo)線質(zhì)量力學(xué)驗(yàn)證試驗(yàn)：向中國(guó)電科院發(fā)送故障線路A相導(dǎo)線，開(kāi)展導(dǎo)線芯棒（碳芯）抗拉強(qiáng)度、卷繞、扭轉(zhuǎn)、徑向耐壓及絞線拉斷力等5項(xiàng)綜合試驗(yàn)，用來(lái)判斷導(dǎo)線質(zhì)量是否存在問(wèn)題。試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)樣品芯棒抗拉強(qiáng)度、卷繞、扭轉(zhuǎn)及絞線拉斷力等結(jié)果均為合格，但徑向耐壓試驗(yàn)結(jié)果不合格。根據(jù)Q/GDW 1851—2012《碳纖維復(fù)合材料芯架空導(dǎo)線》中第5.4.9條要求，“復(fù)合芯棒應(yīng)承受不小于30 kN的壓力，其端部應(yīng)不開(kāi)裂和脫皮”，實(shí)際驗(yàn)證試驗(yàn)中，當(dāng)壓力到20 kN時(shí)，該芯棒就開(kāi)始出現(xiàn)裂紋。

施工安裝質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)：本次位于耐張線夾壓接管口外約10 cm處，但位于T型線夾內(nèi)部，如圖2所示。

圖2 斷線位置

檢測(cè)試驗(yàn)前，由原施工單位制作試驗(yàn)樣品4組，分別開(kāi)展X光探傷及解剖取樣、拉力試驗(yàn)，用來(lái)判斷施工工藝是否存在問(wèn)題。樣品和試驗(yàn)情況如表1所示。

由表1數(shù)據(jù)可基本判定：導(dǎo)線碳芯徑向耐壓不滿足國(guó)標(biāo)30 kN標(biāo)準(zhǔn)，存在質(zhì)量問(wèn)題。

表1 試驗(yàn)樣品、模具、壓力及試驗(yàn)結(jié)果

由表2數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比照片可基本判定：當(dāng)時(shí)施工過(guò)程中制作故障T型引流線夾的模具42號(hào)模具。

表2 T型線夾故障實(shí)物與試件外徑數(shù)據(jù)對(duì)比表

在做導(dǎo)線拉斷力試驗(yàn)時(shí)，導(dǎo)線拉斷力為35.9 kN，對(duì)比試驗(yàn)斷點(diǎn)與故障現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線斷點(diǎn)的位置、碳芯端口形狀、鋁絞線收縮斷面，結(jié)果：相似程度較高。

在對(duì)X光探傷發(fā)現(xiàn)裂痕的試件進(jìn)行解剖后，發(fā)現(xiàn)：碳芯確已斷裂，端口形狀與故障導(dǎo)線斷口形狀相似。

3 故障原因分析結(jié)論

綜上所述，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)物照片的對(duì)比分析可以得出如下結(jié)論：導(dǎo)線自身質(zhì)量不合格，碳芯徑向耐壓不滿足規(guī)程要求。施工工藝不合格，T型線夾壓接過(guò)程中，選用了模具偏小，應(yīng)選擇45模具合理，實(shí)際卻選用42的模具。

4 針對(duì)性措施

一是對(duì)220 kV線路相關(guān)的耐張線夾、T型線夾及管外1 m處開(kāi)展X光探傷檢測(cè)，確保線夾內(nèi)及外部近距離處碳芯完好；二是在220 kV線路用到碳纖維導(dǎo)線的耐張塔處安裝備份線夾，作為斷線的后備保護(hù)；三是嚴(yán)格碳纖維導(dǎo)線的到貨驗(yàn)收及抽樣試驗(yàn)；四是安排對(duì)運(yùn)行單位、施工單位針對(duì)碳纖維導(dǎo)線安裝工藝規(guī)范、運(yùn)維注意事項(xiàng)以及相關(guān)檢測(cè)方法進(jìn)行全面培訓(xùn)，熟練掌握碳纖維導(dǎo)線安裝、驗(yàn)收、運(yùn)行以及檢測(cè)的相關(guān)技能。五是鑒于碳纖維導(dǎo)線對(duì)施工工藝要求非常高，建議在耐張塔雙分裂及以上跳線串的設(shè)計(jì)上不要采用T型線夾，盡量減少在碳纖維導(dǎo)線上的附件。

建議采取以下方法：一是直接選用多接線板的耐張線夾。（須向廠家定制）二是對(duì)雙分裂導(dǎo)線可采用耐張線夾接線板正反兩側(cè)各接1根跳線的方式。三是在耐張線夾接線板處加裝1個(gè)過(guò)渡板，過(guò)渡板左右各留1個(gè)左右對(duì)稱，分別接兩根跳線。