±500kV直流線路耐張線夾斷裂原因分析

姚貴嬌 高劍凌 陳作新 魏榮合 葉禮成

（中國能源建設集團南京線路器材有限公司，江蘇南京211599）

0 引言

±500kV直流極Ⅰ線路故障重啟不成功，經故障巡視發現某桿塔耐張串右上子導線耐張壓接管鋼芯斷裂，鋼錨掛在塔上，斷裂線夾本體引流板牽扯住導線和跳線，子導線對下方的樹木、植被安全距離不足發生放電，導致線路故障跳閘。該桿塔耐張絕緣子串為倒裝型式，耐張線夾上揚。

1 耐張線夾斷裂原因初步分析

根據對送檢耐張線夾斷裂情況的觀察，耐張線夾斷裂原因初步診斷為：

（1）鋁管本體未壓區空腔內的耐張線夾鋼錨和導線鋼芯年久腐蝕，鋼芯逐根斷股，最終導致鋼錨斷裂。

（2）鋼錨斷裂后，未壓區鋁管承受整根導線張力，因拉力超過鋁管所能承受的屈服強度，開始逐漸變形，直至最終鋁管斷裂。

2 試驗過程及試驗數據

2.1 斷裂耐張線夾化學成分分析

根據產品供應商圖紙要求，對斷裂耐張線夾鋁管、引流線夾、鋼錨三部分做了化學成分分析。

（1）耐張鋁管取了三個點的試樣，實測數據顯示材質為1050A，符合標準GB/T3190—2008《變形鋁及鋁合金化學成分》的要求。

（2）鋼錨取了兩個點的試樣，實測數據顯示材質為Q235A，符合標準GB/T700—2006《碳素結構鋼》的要求。

2.2 耐張線夾壓接及壓接尺寸測量

依據DL/T5285—2013《輸變電工程架空導線及地線液壓壓接工藝規程》，線夾對邊距的尺寸S的最大允許值為：

式中，D為鋁管或鋼管外徑，鋁管為60mm，鋼管為20mm。

經對耐張線夾壓后尺寸測量后得到如下結論：1#～4#耐張線夾壓后尺寸測量，線夾壓后尺寸均符合DL/T5285—2013《輸變電工程架空導線及地線液壓壓接工藝規程》標準要求。

2.3 耐張線夾注水試驗

將壓接好的NY-720/50耐張線夾中的1#線夾按以下步驟進行注水試驗。

步驟一：鋁管靠近導線部分（壓接長度290mm）壓接好，鋁管靠近鋼錨部分（壓接長度65mm）暫不壓接，將耐張線夾夾入虎鉗工作臺，使其相對地面傾斜角約30°，從鋁管（導線端）慢慢一滴滴注水。約15min，用水10mL左右，鋁管（鋼錨端）壓接部位紙巾已浸濕，證明有水滲出。

步驟二：將鋁管靠近鋼錨部分（壓接長度65mm）壓好，將耐張線夾夾入虎鉗工作臺，使其相對地面傾斜角約30°，從鋁管（導線端）慢慢一滴滴注水，水進入耐張線夾速度較慢，約2h，進水約10mL左右，鋁管（鋼錨端）壓接部位無水滲出。

由如上注水試驗可得出：

（1）耐張線夾鋁管（鋼錨端）壓接密實，水不能流出；

（2）上揚耐張線夾進水后，水存于空腔內無法流出。

2.4 耐張線夾電阻及溫升試驗

根據耐張線夾的壓接組數，電阻溫升試驗共分兩組進行，如表1所示。

表1 耐張線夾電阻及溫升試驗統計表

2.4.1 直流電阻和交（直）流溫升試驗

（1）直流電阻試驗：在回路中通入穩定的20A、30A正反向直流電流，采用直流壓降法進行測量。試驗前對線夾與等長導線的初始電阻值進行測量，接下來按照每天12h溫升后測量一次電阻。

（2）交（直）流溫升試驗：回路中通以50Hz、1800A的交變電流（回路中通以950A的直流電流），每天通電時間約12h。試驗回路溫升穩定后，各測量點測量一次溫度值。2#線夾空腔注入稀釋的pH=5的酸性介質（3#線夾和4#線夾空腔注入pH=5的酸性介質），60h溫升后，調整酸性介質濃度為pH=2，并加入部分食用鹽。交（直）流溫升試驗19天，通電228h。

2.4.2 耐張線夾解剖試驗

對228h電阻溫升和拉力試驗后的線夾1#～4#進行解剖試驗，解剖后的產品如圖1所示。解剖后觀察，1#線夾和2#線夾鋼管和鋼芯未出現腐蝕物質；3#線夾（涂漆）鋁管內壁、4#線夾鋼管外壁以及鋁管內壁分別出現一層白色物質，4#線夾鋼管端部有腐蝕現象。

3 結論

通過耐張線夾各項試驗分析，綜合認為：

（1）耐張絕緣子串倒掛安裝，耐張線夾上揚，導致含有腐蝕性元素的雨水進入耐張線夾內部空腔，雨水長期存在，無法排除，導致鋼芯線產生腐蝕斷裂。

（2）長期直流電流運行加速了腐蝕性元素活動，促進了鋼錨外壁及鋼芯的腐蝕。

（3）鋼芯斷裂后，鋁管承受整線張力，長期超負荷張力下發生塑性變形，最終造成鋁管斷裂。

圖1 解剖后的產品

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