220 kV輸電線路子導線斷線原因分析與運行建議

唐杰斌

摘 要：導線的可靠連接和安全運行，密切關系到電網的安全運行。通過對發生的一起220 kV輸電線路子導線斷線進行分析，排除了本次事故引起斷線的原因，確認了斷線原因，為輸電線路運行部門提供運行建議，為避免類似事故發生提供參考。

關鍵詞：輸電線路；子導線；導線斷線；運行建議

中圖分類號：TM726.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.142

1 線路運行概況

2012-08，220 kV某線路兩側主一、主二保護動作，兩側開關跳閘，重合閘不動作，A，C相故障，電源站測距為11 km，一次故障電流15.84 kA；負荷站測距13.9 km，一次故障電流15.44 kA。運行單位到現場發現#28至#29塔檔間C相雙分裂導線其中一條主導線斷線（#29塔小號側壓接出線處）跌落搭在A相導線上。

2 斷線原因分析

根據現場人員調查，明確線路設計階段導線的機械特性、導線弧垂以及防震錘安裝均符合規程要求，施工階段不存在導線損傷、施工過牽引等問題，運維階段紅外測溫記錄未發現明顯異常，導線及金具等材料均符合相關要求。

2.1 解剖分析

相關技術人員對斷線位置進行分析，發現該斷口壓接工藝為液壓連接，壓接前該線路已經運行過一段時間，壓接部分的鋁線表面有一層黑色的污穢氧化膜，沒有鋼絲刷刷過的痕跡。

為更進一步了解斷口內部情況，將壓接管進行解剖，如圖1所示。本次斷線故障的具體斷口包括2處，其中一處發生在壓接管內鋼錨斷口部位，另一處斷口則發生在鋁管端口部位的鋁線以及鋼芯區域。壓接管內鋼錨斷口所呈現出的具體故障表現為鋼錨已呈現明顯黑色，鋼芯自鋼錨端口部位發生斷開，鋼芯斷口有不同程度上的縮頸表現，并且斷口區域所對應鋁管可見一定程度的拉伸變形表現，圖1中還顯示斷口兩側鋼芯中有一定間隙。而第二處斷口故障所呈現出的具體表現則為鋼芯不同程度縮頸，鋁線部分出現縮頸表現，斷口部位有部分區域可見燒熔后所殘留恒痕跡。

2.2 事故原因分析

工作人員在斷口故障發生后及時拆卸耐張線夾，并對該裝置進行解剖與觀察，觀察中發現的2處不同區域的鋼芯斷口發生先后順序為壓接管內鋼錨斷口部位斷口在前，鋁管端口部位的鋁線以及鋼芯區域斷口在后。作出這種判斷的主要原因是：在輸電線路子導線正常運行過程中，導線張力都必須遵循“導線→鋼芯→鋼錨→掛線金具”的傳遞路線。如果鋁管端口部位的鋁線以及鋼芯區域斷口先于壓接管內鋼錨斷口發生，則根據導線張力的傳遞順序，鋼錨部位鋼芯不會接收到導線張力。

線路多年運行積聚污穢氧化膜，針對壓接管內鋼錨斷口部位所發生斷口問題而言，產生該故障的主要因素首先是線路運維工作人員未針對鋁線表面污物進行清除，雜物附著導致氧化膜電阻水平增大（多可達到800 μΩ）。根據既往研究中所提供的參考數據，在20 ℃標準環境下，鋼線電阻水平維持在0.191 6 Ω·mm2/m左右。假定輸電線路子導線鋼錨截面積為240 mm2，取30 cm為鋼錨長度，則可以根據電阻計算公式，經計算處理得到鋼錨電阻值為0.024 μΩ。結合既往相關文獻顯示數據，標稱截面250的鋼絞線在20 ℃標準條件下的的電阻為0.717 7 Ω/km，與上述計算結果基本一致。

實際上，與鋼錨電阻值相比，氧化膜電阻值明顯較高。在子導線運行期間，鋼芯以及鋼錨部位所通過電流水平較高，會導致斷口后鋼芯以及鋼錨呈現出黑色。由于輸電線路子導線鋼芯材料以回火索氏體為主，此時，受到大電流通過的影響，鋼芯以及鋼錨區域異常發熱，直接降低鋼材強度。并且，由于壓接管內鋼錨部位采取壓接的工藝方式，因此端口部位的鋼芯有明顯的應力集中表現，從而成為斷口發生的高危區域。

在斷口1發生后，導線張力將形成一個沖擊荷載作用在線夾上，導致耐張線夾的鋁管存在拉伸變形，由于鋁管本身有一定的強度和延展性抵消了沖擊荷載產生的沖量，所以變形沒有進一步擴大。

3 結論

通過以上對2012-08-07 220 kV某線斷線事故的分析，可以得出如下結論：①本次斷線事故發生的最根本原因是輸電線路壓接施工期間工作人員相關操作未嚴格執行工藝標準，造成鋼芯強度水平降低，進而產生斷口事故。②鋼芯一共有2處斷口，即鋼錨端口處的鋼芯被拉斷，鋁管端口處的鋁線和鋼芯斷開。這2處斷口有先后順序，但間隔時間很短，幾乎在瞬間完成。③鑒于本次事故的影響，以后的耐張線夾制作可適當考慮將引流板的位置移至鋼錨與導線之間的位置，這樣可以避免鋼錨過流發熱。

4 運行建議

鑒于以上的論述，筆者提出了以下運行建議：①查看該線路所有耐張線夾出口處鋁股有無出現斷股現象，并結合負荷情況全面開展紅外檢測工作；及時發現并處理線路隱患及缺陷，確保線路安全運行。②加強對該線路的負荷監控，按照富魚線70 ℃線溫載流量控制負荷。③組織對工程更換下來運行年限超過10年的導地線抽樣送檢，積累相關數據，并對導線的運行壽命進行分析。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕