西北地區某110kV 輸電線路引流線線夾失效分析

張 麗，蔣 菲，趙朝友，張素慧

（1.甘肅電力科學研究院技術中心有限公司，甘肅 蘭州 730070；2.國網甘肅省電力公司電力科學研究院，甘肅 蘭州 730070）

耐張線夾用于固定導線的端頭，是承受機械電氣負荷的金具，其型式有螺栓型、壓縮型、預絞型、楔型等。我國架空輸電線路的運行過程中，導、地線連接大量采用壓接型電力金具，即耐張線夾和接續管。壓接型電力金具既要承受導線或地線的全部張力，同時又是導體，起到過流的作用，此類金具一旦安裝后，就不再拆卸。國內現已有不少因耐張線夾質量問題引發的線路運行事故的報道，因而耐張線夾的壓接及安裝質量嚴重影響輸電線路的安全運行[1-4]。

此研究以西北地區某110kV 線路引流線線夾燒熔事件為例，通過外觀檢查、結構尺寸測量及材質分析等試驗手段，分析查找引流線夾燒熔的真實原因，為全面開展同類問題的排查處理提供科學依據。

1 概述

2019 年11 月6 日0 時34 分，某110kV 線零序過流Ⅲ段保護動作，開關跳閘，重合閘動作成功，B相缺相運行。2019 年11 月6 日14 時10 分，該線路所屬供電公司輸電運檢中心巡視發現此110KV 線路鐵塔中相引流線斷裂。該線路全長15.191km，故障區段導線型號為LGJ-240/55，地線型號為1X19-9-1270-B，于2005 年11 月投入運行。

2 檢驗

2.1 樣品部位說明

失效樣品為螺栓連接引流線線夾，引流線線夾兩個螺栓連接中段發生高溫熔斷，將其分A 與B 兩側，其整體形貌（如圖1 所示）。

圖1 樣品示意圖

2.2 宏觀檢查

該失效引流線線夾有2 個連接螺栓，燒斷部位在2 個螺栓中間，斷口可見明顯的高溫灼傷和熔化變形。兩個螺栓螺母都存在高溫燒熔現象，并且在壓合面附近螺栓及螺母存在長期高溫運行造成的氧化發黑現象，（如圖2、圖3 所示）。從圖2 可以清晰看到線夾鋁材燒熔時上部墊片對其形成的圓形壓痕，同時圖3 中墊片因高溫燒熔與鋁質線夾緊密結合為一體。從線夾兩個螺栓及墊片表面燒熔部位形貌判斷，線夾安裝時，在引流線線夾連板上加裝了墊片，再將其與耐張線夾引流板連接；同時，從線夾A 側螺栓連接螺母下部銹蝕現象看出，螺栓存在松動，并未壓緊引流線線夾連板與耐張線夾引流板。

圖2 引流線線夾A 側

圖3 引流線線夾B 側

以螺母為界點將螺栓分為上下兩部分，并測量其直徑，結果見表1。對螺栓螺距進行測量，為2mm。結合下表直徑測量結果，判斷該螺栓為M16 普通螺栓。

表1 螺栓直徑測量/mm

2.3 材質分析

將引流線線夾及連接螺栓原始表面打磨清洗后進行光譜分析，分析結果見表2、表3：

表2 引流線線夾材質分析（質量分數/%）

表3 螺栓材質分析（質量分數/%）

失效引流線線夾的鋁含量超過99.5%，符合DL/T 346-2010 《設備線夾》 中“設備線夾本體按GB/T 1196，采用鋁含量不低于99.5%的鋁材制造”要求。從螺栓材質分析及尺寸測量結果看，該螺栓為普通碳鋼粗牙螺栓，因未提供螺栓設計資料無法對測量結果進行對比[5]。

3 原因分析

耐張線夾引流板與引流線線夾連板均為鋁質，參考GB 50233-2014 《110～750kV 架空輸電線路施工及驗收規范》中8.6.15 條相關要求，即“鋁制引流連板及并溝線夾的連接面應平整、光潔，安裝應符合下列規定：（1）安裝前應檢查連接面是否平整，耐張線夾引流連板的光潔面應與引流線線夾連板的光潔面接觸；（2）使用汽油洗擦表面污垢后，應先涂一層電力復合脂，再用細鋼絲刷清除有電力復合脂的表面氧化膜；（3）應保留電力復合脂，并應逐個均勻的緊固連接螺栓。螺栓的扭矩應符合該產品說明書的要求”。按照標準工藝規范要求，應該將兩塊鋁板導電接觸面打磨平整后直接進行連接，但檢查樣品時卻發現兩塊連板之間墊有一塊帶有鍍鋅層的墊片（墊片厚度3.46mm），導致鋁質連板之間未能相互接觸，電流只能通過墊片及螺栓傳導[6]。

因墊片及螺栓材質為鋼，其電阻遠大于鋁，且連接部位接觸面積很小，運行中會使局部區域電流密度過大嚴重發熱。由于螺栓、墊片、螺母接觸部位長期發熱使得材料表面銹蝕、氧化，從而失去導電性，導致接觸面接觸電阻增大，進一步引起連接部位發熱。從樣品中可以看出墊片兩面的鍍層部分脫落和變色，靠近中心部位有大面積燒蝕現象。

隨著材料表面的氧化、銹蝕和燒損使得螺栓緊固力下降，導體之間間隙進一步增大，引起局部放電和電弧，造成溫度快速升高，最終導致螺栓與連板接觸點燒熔并造成連板融化斷裂。

4 結論

因安裝缺陷導致耐張線夾引流板與引流線線夾連板結合面未有效接觸，運行中連接點局部發熱，最終造成線夾連接螺栓燒損及連板燒斷。

5 意見及建議

為了防止此類事故的再次發生，以及保障電網安全及供電可靠性。建議：

（1）嚴格安裝相關技術規范進行線路安裝、驗收，盡早發現和消除安裝缺陷；

（2）加強對同類線路檢查，結合線路負荷變化情況提高紅外測溫頻次，做好圖文記錄及溫度變化趨勢對比分析，發現異常情況及時處理；

（3）對耐張線夾定期檢修，保證線夾連板接觸面導電良好，防止接觸面與空氣接觸導致銹蝕或氧化；

（4）保證引流線線夾與連板連接螺栓緊力，加裝防松墊片，避免由于螺栓緊力不足造成接觸面松動。