110 kV输电线路耐张线夹断裂故障诊断

吕占杰，王进，唐贵基，吴章勤，韩国栋，万书亭

(1.华北电力大学机械工程系，河北 保定 071003；2.华北电力大学云南电网公司研究生工作站，昆明 650217；3.云南电网公司电力研究院，昆明 650217)

110 kV输电线路耐张线夹断裂故障诊断

吕占杰1，2，王进3，唐贵基1，吴章勤3，韩国栋1，2，万书亭1

(1.华北电力大学机械工程系，河北 保定 071003；2.华北电力大学云南电网公司研究生工作站，昆明 650217；3.云南电网公司电力研究院，昆明 650217)

介绍我国电力金具的发展状况及发展前景，提出目前耐张线夹常见的故障及常用的诊断方法。针对某断路器出现保护动作跳闸，重合闸动作不成功的状况，经排查发现某耐张线夹引流段搭接处烧断脱落。通过材质分析、宏观分析、能谱分析、X射线分析得出结论螺栓在运行过程中严重锈蚀、松动，螺栓和铝板之间发生放电，在电流过大时螺栓和铝板发生熔化所致。最后给出预防耐张线夹故障的措施。

耐张线夹；电力金具；故障；诊断

0 前言

电力金具是连接和组合电力系统中各类装置、传递机械、电气负荷及某种防护作用的金属部件，和铁塔、导线、绝缘子一起组成输电线路，电力金具在输变电工程中起着重要作用[1]。针对目前许多输电线路趋于老龄化，电力金具故障时有发生，关系到电网的安全运行。我国能源资源大部分在西部，而电力需求则集中在东部。到2020年，我国需要建设特高压同步电网，对电力金具的需求将是巨量的[2]。

1 耐张线夹故障及诊断

按照电力金具的使用功能，可划分为耐张线夹、悬垂线夹、接连金具、接续金具、保护金具、拉线金具等9大类。耐张线夹是输电线路的重要金具之一，本体分为钢锚与铝管两部分，主要用来禁锢导线的终端，将导线或避雷线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上，同时也要承受电气负荷，其对高压输电线路的安全稳定运行起着非常重要的作用[3-4]。

目前由于电网老化、耐张线夹的施工或设计缺陷导致断线的事故时有发生，因此耐张线夹的故障诊断对电网的安全稳定运行有重要的意义。目前对耐张线夹故障诊断常用的方法有外观检查、尺寸测量、化学元素分析、力学性能实验、硬度实验、X射线检测等。下面以某110 kV变电站耐张塔耐张线夹引流段搭接处烧断脱落，耐张线夹引流巴掌螺孔被烧坏故障为例，综合分析故障的原因[5]。

2 事故概况

某供电局110 kV输电线路176断路器零序Ⅰ段、接地距离Ⅰ段保护动作跳闸，重合闸动作不成功。110 kV小新街铁路牵引变，无负荷损失，保护动作为零序Ⅰ段，接地距离Ⅰ段保护动作跳闸，保护测距为13.44 km，B相接地故障。故障录波测距13.04 km，B相接地故障。输电管理所接调度通知开展故障查线。输电管理所按照调度要求开展故障查找工作，于7月25日排查至#41塔时，发现#41耐张塔B相 (中台导线)大号侧引流线巴掌从耐张线夹引流端搭接处烧断脱落，耐张线夹引流巴掌螺孔已被烧坏，线路跳闸时，自然环境为有大雨且伴有强雷电。#41塔导线为LGJ-240/30，该导线额定容许负荷电流可达610 A。

3 耐张线夹的故障分析

实验样品分别为烧损的41#塔B相 (中台线)大号侧耐张线夹及引流板，用做对比的42#塔B相 (左边线)小号侧耐张线夹及引流板.

3.1 材质分析

分别在41#塔、42#塔的耐张线夹直板和引流板部位采用火花源原子发射光谱法进行材质检测，材料设计牌号不明，试验采用盲打法进行。检测结果如表1：

表1 41#塔、42#塔的耐张线夹直板和引流板部位元素表

检测结果表明来样41#引流板的Mn、42#引流板的Mg略高于标准要求，其余均在标准范围内。上述结果判定材质符合设计要求的依据。

3.2 宏观分析

41#塔耐张线夹和引流板断口均呈熔断迹象，断口主体为白色，另有一部分黑色的附着物 (能谱抽检表明该黑色附着物为铁，见能谱分析部分)。耐张线夹直板断口处螺栓已脱落，另一颗螺栓尚保留，螺栓严重锈蚀，且已明显变细，螺栓松动，垫圈锈死，铝板上螺栓孔已扩大至和垫圈同等大小，在螺栓孔表面还可看到黑色物质和熔化痕迹，表明螺栓在运行过程中与铝板间有放电发生。在熔化的断口上也可看到残留螺栓孔大小和形态与之相似，表明线夹熔断前螺栓也很可能有严重锈蚀和松动[6]。

3.3 能谱分析

对41#塔B相引流板断口上黑色附着物进行能谱检测，检测结果表明该黑色附着物主要成分为铁，因此该附着物应为熔化后的螺栓附着。能谱扫描结果数据如表2：

表2 41#塔B相引流板断口能谱分析结果

3.4 X射线分析

X射线检测具有简便、快捷、省力、检测效率高等特点，对耐张线夹内部故障诊断具有较好的效果。对该耐张线夹进行X射线数字成像检测，检查其压接位置是否正确及是否有内部缺陷。结果如图1所示。从图1可看出，该耐张线夹内部无缺陷且压接质量完好[7]。

Integrated Fault Diagnosis on Strain Clamp Cracking of 110 kV Transmission Line

LV Zhanjie1，2，WANG Jin3，TANG Guiji1，WU Zhangqin3，HAN Guodong1，2，WAN Shuting1
(1.Department of Mechanical Engineering，North China Electric Power University，Baoding，Hebei 071003；2.Graduate Workstation of North China Electric Power University＆Yunnan Power Grid Corporation，Kunming 650217；3.Yunnan Electric Power Research Institute，Kunming 650217)

First introduced the development of China's electrical fittings and development prospects，proposed the current common faults and common diagnosis methods of strain clamp.For a certain breaker occurs protection tripping and can not reclosing successfully，as the investigation found that certain segments Clamp drainage lap blown off.By material analysis，macro analysis，spectrum analysis，X-ray analysis concluded bolts severe corrosion，loose，discharge occurs between the bolt and aluminum during operation，when the electric current is too large due to the melting of bolts and aluminum.Finally，measures are given to prevent the fault of clamp.

strain clamp；line hardware；fault；diagnosis

TM75

B

1006-7345(2014)04-0090-03