500kV架空輸電線路掛線串二聯板間的支撐桿發熱故障分析

摘要：文章對一起500kV一線發生的耐張塔掛線串二聯板間的支撐桿發熱典型故障情況進行了介紹，通過對故障掛線串二聯板間的支撐桿表象及子耐張塔跳線連接情況等方面分析，查清了發熱故障原因，提出了此類掛線串該類問題的設計、安裝針對性預防措施，對今后多分裂輸電線路紅外檢測工作有一定的指導作用。

關鍵詞：500kV架空輸電線路；掛線串二聯板；支撐桿；紅外熱像圖；發熱故障； 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM755 文章編號：1009-2374（2015）17-0147-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.074

目前，應用紅外檢測技術對輸電線路發熱故障進行診斷已十分普遍，主要是對架空輸電線路的各類連接金具、接續金具、各類絕緣子等進行檢測。線路元件發熱是運行維護中較容易出現的一類設備缺陷。如何在設備結構及安裝工藝方面改進，減少接觸性問題引起的發熱故障，一直是我們努力改進的方向。本文以不常檢測的線路連接部件典型發熱故障，先分析可能原因，后運用熱像儀進行故障排查驗證為實例，對出現的典型發熱故障進行探討。

1 故障設備情況

500kV一線為2008年6月30日投產運行，全長132.5km（全線與二線同塔架設），導線型號4×630/45。發生掛線串二聯板間的支撐桿發熱的#181號塔為耐張塔，發熱點位于C相（雙回路耐張右上相）的耐張串末端的支撐桿上，如圖1所示的支撐桿。

故障塔掛線串為雙串耐張絕緣子串（絕緣子為玻璃絕緣子）。圖1掛線串故障點結構描述：單串絕緣子串末端（導線端）最遠一片絕緣子與直角掛板連接，直角掛板后與1個二聯板相連，1個二聯板連接2個子導線（左邊或右邊的上下子導線）的弧垂調整版、耐張管連接。

2 故障表象及原因初步分析

2012年9月14日，據清遠抽水蓄能電廠施工工地人員報料，我局運行維護的500kV一線某基鐵塔上有發光現象。后立即連夜安排現場核實，經確認，為500kV一線#181塔（雙回路耐張塔）。現場對故障桿塔進行觀察和檢測如下：（1）發熱點十分明顯，似燈泡，在距離幾百米遠處肉眼可見；（2）在塔位處，發現500kV一線#181塔C相（雙回路耐張右上相）小號側的單串耐張串末端處發熱、持續發光。該相大號耐張串未見明顯異常；（3）由于故障相過高（超過50米），紅外測溫效果不明顯，經現場觀察和對比視距近的下相耐張串，判斷排除發熱點為線路耐張線夾、跳線引流板，而是位于耐張串玻璃絕緣子末端連接的二聯板處發熱。

通過夜間表象，初步原因分析如下：因500kV一線#181塔C相小號側某一子導線的跳線引流線引流板安裝質量存在一定的缺陷，造成其引流板發熱，其本身的引流線的通流能力相對其他三根子導線偏低，造成局部環流產生（部分電流經過故障的二聯板間的支撐桿）發熱造成。同樣，在故障塔的大號側，支撐桿上經過有環流，有一定的溫升。

3 故障原因具體分析

15日，立即安排運行人員登桿檢查。通過登塔，故障串絕緣子外觀如圖2，紅外熱像圖如圖3。近距離發現支撐桿中的圓筋蹭鐵生銹較嚴重、且安裝螺栓松動（如圖2）。

同時運用紅外熱像儀監測發現500kV一線#181塔C相（雙回路耐張右上相）小號側的單串耐張串末端處支撐桿，發熱熱點溫度近250℃。發熱點具體部位：主要發熱集中在2串耐張絕緣子串各自連接的2個二聯板之間的支撐桿中的圓筋蹭鐵兩端連接二聯板處，且有1根子導線的引流版溫升明顯高于其他3根的溫升（如圖3紅外熱像圖所示）（支撐桿蹭鐵共3根，圓筋蹭鐵外的其他2根蹭鐵為角鐵）。

進行了初步原因判斷，根據支撐桿材質生銹嚴重，可能原因是安裝質量不良，導致連接不緊；或為線路桿塔處于風口處、線路振動頻繁，導致支撐桿在其他兩蹭鐵為主要受力件時，其支撐作用降低或實已不起到支撐作用（如圖2中的圓筋蹭鐵螺栓松動），連接不良。支撐桿端部的接觸電阻增大，加上外部交替潮濕環境影響，使得支撐桿的圓筋蹭鐵連接處生銹加快，圓筋蹭鐵兩端的接觸電阻越來越大。同時，局部環流依然存在，導致發熱并至夜間可見的發光。

通過對紅外熱像圖的分析，得知500kV一線#181塔C相小號側的一條子導線（面向大號左下子導線）跳線引流板有發熱現象，溫升約20℃（引流板近40℃，導線溫度約19℃、其他3根跳線子導線約16℃），如圖2。圖4、圖5分別為500kV一線#181塔C相大號側掛線串設備相片、紅外熱像圖，從紅外熱像圖可看出，在故障塔的大號側，支撐桿上經過有環流，有一定的溫升，但相對小號側，溫升小得多。

4 故障原因

第一，500kV一線#181塔C相小號側發熱：500kV一線#181塔C相小號側子導線（面向大號左下子導線）的跳線引流線引流板安裝質量存在一定的缺陷，造成其引流板發熱，其本身的引流線的通流能力相對其他3根子導線偏低，造成支撐桿內部局部環流發熱。另外，本身支撐桿結構不合理，或安裝質量不良，或線路桿塔處于風口處、線路振動頻繁，導致支撐桿中的圓筋蹭鐵在其他2根蹭鐵為主要受力件時，其支撐作用降低或實已不起到支撐作用，連接不良。局部環流和接觸點放電的存在，加上外部環境，使得支撐桿圓筋蹭鐵連接處生銹加快，圓筋蹭鐵兩端的接觸電阻越來越大。同時，局部環流依然存在，導致支撐桿圓筋蹭鐵發熱發光。

第二，500kV一線#181塔C相大號側發熱：同樣，由于存在局部環流，同樣的過程作用在500kV一線#181塔C相大號側，使得支撐桿中的圓筋蹭鐵溫升。

第三，經對#181塔C相小號側子導線（面向大號左下子導線）的跳線引流線引流板重新安裝、更換支撐桿圓蹭鐵后，引流板溫升缺陷消除、支撐桿發熱現象

消除。

5 針對性措施

（1）停電進行故障子導線引流板接頭處理，同時更換大小號側支撐桿（根據該點掛線串的結構尺寸及振動情況，確定支撐鐵的有效尺寸，并采用不易生銹、導電性較好的材質，接觸面設計合理）；（2）對其他類似結構的耐張塔進行排查；（3）新線路在結構設計時，應根據實際組裝、考慮導線振動等情況，設計結構合理、防振型、低阻型的支撐桿；（4）把關線路驗收，對跳線引流板進行電阻測試，有問題的，在驗收階段及時消缺；（5）運用紅外熱像儀檢測線路元件發熱，除常規的金具、絕緣子等外，還應對掛線串其他連接件，如支撐桿等進行檢測，特別是多分裂導線的線路；（6）采用高精度紅外熱像儀，進行線路元件檢測，有助于準確發現線路元件存在的問題。

作者簡介：周亞兵（1982-），男，清遠供電局工程師，研究方向：輸電線路運行與檢修。

（責任編輯：蔣建華）