架空線路導線線夾發熱問題分析及應對措施

莊佳煜

【摘 要】導線線夾是架空線路的重要金具，也是線路運行的一大薄弱點，在運行中出現的發熱現象，嚴重危及線路的運行安全。本文通過對線夾發熱機理的分析，發熱原因的探究，提出預防和處理措施，以期提高線路供電的可靠性。

【關鍵詞】線夾；發熱；分析；預防

前言

隨著經濟的發展，全球氣候變暖趨勢和電力設備的老化，架空線路發熱缺陷是近年來運行中的多發缺陷，特別是在迎峰度夏期間，隨著負荷率的上升，發熱點出現的頻率整體呈上升態勢，對整個電網的運行產生很大影響，有必要進行分析發熱原因并提出預防控制措施來減少線夾發熱。

一、線夾的使用

在架空線路中，線夾是必不可少的金具。在架空線路上，我們常見的有使用壓接型耐張線夾，在導線端以液壓的方式連接導線，經引流板用螺栓連接跳線；也有使用固定型懸垂線夾支持導線，使其固定在直線塔絕緣子串或跳線絕緣子串上；還有并溝線夾等等。

二、線夾發熱機理分析

線夾的發熱量、散熱量受環境（溫度、濕度等）、接頭接觸面狀態負荷以及線夾溫度等因素的影響。發熱量與散熱量之間有一個平衡點，如發熱量大于散熱量，線夾的溫度就持續上升，線夾發熱，嚴重的肉眼可看到線夾表面發紅。

根據熱量的表達方程式 ；（Q：線夾的發熱量；I：通過線夾的電流；R：線夾電阻；t：時間），可知，線夾發熱量與電流成正比關系，夏季用電高峰，電流相比以往增加很多，直接導致線夾發熱量成平方增加，另外夏季高溫天氣不利于散熱，這也是迎峰度夏期間，線夾發熱頻發的原因。另外，電阻的大小是由導體的性質決定的，金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。當線夾溫度升高，熱量不能及時散發出去，就會導致線夾的電阻增加，從而加劇線夾升溫。根據電阻的表達方程式 ；（ρ：電阻率；L：物體長度；S：物體橫截面積），可知，如果線夾存在螺栓松動或者存在雜質時，其接觸面積會減小，則接觸電阻會增大，從而引起線夾發熱。

三、線夾發熱原因分析

（一）從材料角度分析，有以下原因

1.線夾材料不規范，線夾制作過程中，銅和鋁摻雜一些雜質，大大影響其導熱性能；

2.螺栓未采用嚴格的防銹處理，導致螺栓銹容易蝕松脫；

3.存在螺栓孔徑不一致的現象；

（二）從施工工藝角度分析，有以下原因

1.螺栓緊固不到位，由于接頭在安裝過程中，受人為因素影響大，施工人員資質欠佳，往往難以保證施工質量，施工時未使用力矩扳手對螺栓的受力進行校驗，連接螺栓應逐個緊固， 4.8級以上的螺栓扭矩標準值由設計規定，若設計無規定時，宜按 4.8級螺栓的扭緊力矩標準執行。

2.安裝時，緊固件上下沒有放置彈簧墊圈，受氣溫熱脹冷縮的影響而松動；

3.接觸面處理不當，在施工過程中，施工人員對導線接頭接觸面處理不當，未使用光潔面作為接觸面，或引流板接觸表面不平整未經處理，利用導電脂掩蓋缺陷，導電脂失效后，發熱問題陡然嚴重；

4.線夾大小與導線不匹配，導線連接點前后截面及導流能力不匹配，導線線徑過大時造成導線受損，導線線徑過小導致接觸面積不足；

5.壓接工藝不過關，壓接施工過程中，沒有清洗導線及壓接管，引流板與跳線設備線夾之間未涂抹導電脂或去除氧化層；耐張線夾引流板與跳線設備線夾未能緊密相貼合；

（三）從運行角度分析，有以下原因

1.溫度變化。由于螺栓式線夾的夾板及緊固螺栓（鐵質）和導線（鋁質）的材料不同，鋁的熱膨脹系數大于鐵的熱膨脹系數，在運行中隨著負荷電流及溫度的變化，其膨脹及收縮程度將因差異而產生蠕變，蠕變過程與接頭處的溫度還有很大關系。引流板因過熱而膨脹，使接觸表面位置錯開，形成微小空間而氧化，當溫度降低時，引流板會收縮，但是由于接觸面被氧化膜覆蓋，回不到最初的狀態。因此，每次溫度的變化的循環所增加的接觸電阻，會使下次循環的熱量增加，最終使得線夾續處發熱腐蝕劣化。

2.機械力作用。導線連接部位在風力或振動等機械力的作用下，以及線路周期性的負荷變化，使導線壓接螺栓松動。尤其是耐張線夾，振動使耐張線夾處的導線磨損嚴重，連接處的接觸面積也增大。

3.環境影響。線路運行時間過長，因受雨、雪、霧、有害氣體及酸、堿、鹽等腐蝕性塵埃的污染和侵蝕，加上近年來全球氣候變暖，霧霾天氣天數的增加，這也會造成連接金具連接處銹蝕和氧化，氧化層會使金屬接觸面的電阻率增加幾十倍或者上百倍。

四、應對措施

為了解決線路連接處發熱問題，通過對以往發熱缺陷的分析，提出以下應對架空線路線夾發熱的措施，希望能有效預防同類問題，避免故障發生，提高電網的運行可靠性。

（一）基建及技改工程中，應做好以下工作

1.加大圖紙的審查力度，運行單位一般都會參加圖紙的審查，對圖紙的審查必須認真仔細，尤其是在導線、懸垂線夾、耐張線夾的選型時必須認真審查，保證導線與線夾在匹配的基礎上增加線夾的接觸面積，減少電阻，可以適當提出選用引流板較大的耐張線夾等建議。

2.從材料入手，對金具質量嚴格要求。架空線路的金具數量繁多，容易出現劣質產品渾水摸魚。線夾及其他接續金具，應根據需要選用優質產品，載流量及動熱穩定性能應符合設計要求，按照金具的檢驗標準和檢查方法對金具進行驗收，堅決杜絕劣質違規產品入網運行。

3.提高施工的工藝質量，壓接工序應該實行嚴格的資格認證制度，施工人員應該具有相關知識并經培訓考試合格的資質。在工藝程序上，合理選擇連接用的螺栓、平墊圈和彈簧墊圈。進行螺栓緊固時，螺栓不能擰得過緊，連接處螺栓必須使用力矩扳手緊固，嚴格按照緊固力矩的數據大小進行施工。其次，引流板光潔面連接耐張線夾，嚴禁在引流板未平整的情況下涂上導電脂；嚴禁在未打磨粗糙面的情況下，用引流板粗糙面反裝連接耐張線夾； 引流板打孔后必須清理接觸面表面污垢、飛邊及毛刺，打磨接觸面使其光滑，涂上導電脂，最后才能連接耐張線夾；引流板套入導線時，施工人員錘擊引流板頂端時必須加墊木；

4.嚴把驗收關，要求施工單位的3級驗收制度，施工單位應做好自檢記錄，并將自檢表單作為申請線路驗收的基本材料。明確驗收時必須檢查耐張線夾、懸垂線夾等金具的安裝情況，并記錄在案。

5.提前介入重點工程，重點工程規模大，工期緊，往往會忽視工程的質量。運行單位在工程驗收前會同建設單位、監理單位、施工單位到施工現場對工程質量進行抽檢，在關鍵工藝節點提前介入，及早提出處理意見，可以將缺陷消滅在萌芽狀態，更好地提升工程質量。

（二）線路運行維護中，應做好以下工作

1.紅外測溫是檢測線夾發熱的一個手段，對運行線路使用紅外熱成像儀進行定期的測溫，可以考慮優先對新投運的線路、運行超過20年線路、重載線路、曾發現過缺陷的同類型同批次設備進行檢測，對發現有發熱的線夾，做好測溫記錄和復測，明確測溫中的關鍵環節，規范測溫數據的記錄和分析；

2.通過主動申請停電和結合停電機會對發熱的線夾盡早安排消缺，提高設備的運行水平；定期開展打開線夾檢查工作，檢查懸垂線夾的導線及金具有無損傷，耐張線夾的引流板螺栓是否松動，有無燒傷痕跡等等，做到防范于未然。

五、結束語

控制導線線夾發熱，既要在前期確保施工工藝，安裝質量，又要在后期的運行維護中加強監視和測溫，應堅持從發熱部位，發熱設備的投運時間，發熱設備的線路負載情況出發統計出發熱概率分布情況，不斷積累經驗，以便有效的控制和預防導線線夾發熱，從而保證線路的安全運行。

參考文獻：

[1]《110-500kV架空送電線路施工及驗收規范》.

[2]《架空送電線路導線及避雷線液壓施工工藝規程》.

[3]《電力設備預防性試驗規程》.endprint