220kV 某線地線懸垂線夾磨損斷裂改進(jìn)方法

張棋維 雷仝

摘要：本文通過一條運(yùn)行的 220 kV輸電線路因架設(shè)于 20mm覆冰區(qū)，垂直檔距大、塔基位高差懸殊，輸電線路在野外受到覆冰和大風(fēng)等綜合環(huán)境的影響，架空地線覆冰加上遇到大風(fēng)氣候金具和懸垂線夾荷載增大，磨損加劇，昀終將懸垂線夾磨損斷裂，架空地線落至導(dǎo)線造成停運(yùn)。經(jīng)運(yùn)行情況和受力分析，將原架空地線的單線夾的連接金具形式改為雙線夾形式，極大的減少了地線和金具磨損，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。為大風(fēng)及覆冰區(qū)的輸電線路運(yùn)行提供了一定的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：改進(jìn);架空地線;線夾;磨損斷裂

概況

某日上午 06點(diǎn) 17分，某 220 kV線路 C相永久接地故障，強(qiáng)送不成功。經(jīng)故障查找發(fā)現(xiàn)位于大理州某山海拔 3941m的 N23號(hào)塔架空地線懸垂線夾斷裂，地線落在導(dǎo)線上造成線路停運(yùn)。故障時(shí)段該線 N23號(hào)塔附近地區(qū)出現(xiàn)大雪天氣，導(dǎo)線有少量積雪，大約 10mm，現(xiàn)場(chǎng)溫度-2℃，風(fēng)速約 5級(jí)。線路段山高路遠(yuǎn)，典型氣垂直氣候，常年有積雪覆冰及大風(fēng)。大風(fēng)氣象持續(xù)周期長(zhǎng)，易造成線路金具磨損，該線段也發(fā)現(xiàn)金具磨損情況，集中于在大風(fēng)埡口及垂連續(xù)上下坡桿段。該線導(dǎo)地線為 U型螺栓式懸垂線夾，線夾的掛軸和線夾掛板在大風(fēng)力作用下發(fā)生磨損，待磨損一定程度就會(huì)使線夾斷裂分解，導(dǎo)地線掉落迫使線路停運(yùn)。

1 分析原因

故障線N23號(hào)塔為ZB2-27m酒杯型直線塔，N22塔為JH1-30m直線耐張塔、N24塔為JH2-30m轉(zhuǎn)角塔。N23塔位于一山頂之上，N22塔與N23塔高差達(dá)168m，N24塔與N23塔高差為127m，兩側(cè)檔距均在400m以上。采用單懸垂線夾的金具連接方式，線夾承受的垂直荷載非常大，在大風(fēng)和覆冰氣象條件下，荷載呈幾何式增加。

線路的懸垂線夾是U型螺栓線夾，其功能是把導(dǎo)地線固定于線夾的船體部分，再通過金具串連接在直線桿塔橫檔處。懸垂線夾船體是鍛造一次成型、內(nèi)有壓板和兩組U型馬鞍螺絲構(gòu)成。安裝時(shí)U型馬鞍螺絲壓緊壓板把導(dǎo)地線固定在線夾船型體內(nèi)，掛板是鋼板沖壓，掛板把船體懸掛在連接金具上，懸垂線夾活動(dòng)是與導(dǎo)地線在同一軸心線上，活動(dòng)自如。

該地線為GJ-70鋼絞線，懸垂線夾為CGU-3型。23塔垂直荷重大，覆冰更加劇了線夾掛板和掛軸的剪切力。遇大風(fēng)作用下導(dǎo)地線橫向產(chǎn)生了水平荷載，與此同時(shí)懸垂線夾是橫方向移動(dòng)動(dòng)，線夾掛板孔和掛軸之間的摩擦由一個(gè)面演變?yōu)橐粋€(gè)點(diǎn)，摩擦面積變小，形成剪切力加大加速磨損，形成隱患。

故障的23塔地段，剛好位于高山和大風(fēng)口，常年風(fēng)速5-6級(jí)，在覆冰季節(jié)遇大風(fēng)的作用，線夾掛板繞著線夾的掛軸持續(xù)運(yùn)動(dòng)，掛板不是鑄造的比線夾船體薄，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生非常大的剪切力，一段時(shí)間形成了金屬疲勞，掛軸與掛板均有磨損，積累至一定量時(shí)，在導(dǎo)地線垂直自重作用下會(huì)造成掛板斷裂和線夾船體分解，導(dǎo)地線脫落線路故障停運(yùn)。

2 對(duì)策及改進(jìn)

搶修前，考慮到確實(shí)減小懸垂線夾受力和磨損，對(duì)原有金具組裝連接型式進(jìn)行了改變，改善原連接方式的受力。原來金具組裝方式如圖，它將UB型掛板連接于平行掛板再連接懸垂線夾。力集中于一個(gè)懸垂線夾上，應(yīng)力集中一點(diǎn)，如圖所示。分析后將原PD-7的平行掛板取締，替換成L-1040的V型聯(lián)板，聯(lián)板下增加一懸垂線夾，如圖6所示，將金具連接型式由單懸垂線夾改成雙懸垂線夾型式，線夾的受力變成兩個(gè)，較好的減少了的集中應(yīng)力，如圖7，組裝型式減少了單線夾順線路方向風(fēng)力及反作用力50%，掛板與線夾船體掛軸順線路運(yùn)動(dòng)大幅減少，達(dá)到減少磨損的目的。再者單線夾受到的橫風(fēng)及反作用力也降低50%，掛軸與掛板孔的摩擦面增大減少了剪切力。通過改進(jìn)的單線夾承受的垂直荷載也少了一半，同時(shí)掛板與掛軸的剪切力也相應(yīng)減少，U型懸垂線夾的磨損現(xiàn)象得到有效緩解，未再次發(fā)生線夾斷裂造成的線路故障。

3 總結(jié)

文章對(duì)110-220kV架空線路直線型桿塔，架空地線單懸垂線夾連接方式進(jìn)行了分析，在高山覆冰區(qū)加上長(zhǎng)期在大風(fēng)氣候下單個(gè)懸垂線夾極易造成掛板處磨損，天長(zhǎng)日久磨損造成線夾分解斷裂，線路故障停運(yùn)。提出了改善方案，將原單懸垂線夾連接方式改為雙線夾連接的型式，有效的減少和緩解懸垂線夾受到的橫、順線路方向的作用力，改進(jìn)后線夾的荷載減少50%，提高了輸電線路的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張棋維，（1992-）男，本科，助理工程師，長(zhǎng)期從事輸電線路運(yùn)維管理工作。

雷仝，（1990-）男，本科，助理工程師，長(zhǎng)期從事輸電線路運(yùn)維管理工作。