220kV输电线路耐张线夹断裂初步分析及运维建议
2015-10-14钱诗林张远王飞郭星李媛
钱诗林 张远 王飞 郭星 李媛
（国网河南省电力公司电力科学研究院，河南 郑州 450052）
220kV输电线路耐张线夹断裂初步分析及运维建议
钱诗林张远王飞郭星李媛
（国网河南省电力公司电力科学研究院，河南郑州450052）
耐张线夹作为输电线路的重要金具之一，耐张线夹的断裂会对电网安全运行产生严重影响，本文根据实际案例，分析了220kV石索线耐张线夹断裂的原因并提出了应对措施，对耐张线夹的运维和确保输电线路安全运行具有借鉴意义。
耐张线夹；断裂；故障分析；运维建议
耐张线夹主要用于将导线或者避雷线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上，既承受导线间或导线与绝缘子串之间的张力，又要承受电气负荷，是确保高压输电线路安全稳定运行的重要金具。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，对电网安全运行产生严重影响。本文分析了220kV石索线耐张线夹断裂的原因并提出了应对措施与建议，对电力公司耐张线夹的运维和确保输电线路安全运行具有借鉴意义。
1 线路概况及故障情况
220kV石索线于2001年10月17日带电运行，线路全长32.367km，共107基杆塔，其中1#～100#塔导线型号为2×LGJ-185，100#～107#塔导线型号为LGJQ-300，地线型号为GJ-50。
2013年12月2日06时20分，国网河南省郑州供电公司220千伏石索1、石203高频方向、高频闭锁距离零序保护动作跳闸，重合成功，石索2高频方向、高频闭锁距离零序保护动作跳闸，重合成功。故障相A相，测距石佛变6.65公里。
2 巡视情况及处理
故障发生后，巡视人员立即对220kV石索线全线进行故障巡视，并根据索河变测距情况，对测距范围内的12#-32#内的输电线路进行重点巡视。2013年12月08时40分巡视到28#-29#线下时，发现石索线28#右相大号侧外线导线的帕尔普耐张预绞式耐张线夹连接处断裂，导致导线弧垂降低，急需要停电处理。2013年12月08时45分石索线停电抢修，其它线段巡视无异常，2013年12月15时15分，处缺完毕，送电正常。
220kV石索线28#～29#位于郑州北四环与西四环交叉口东北方向，地处农田，故障当天天气晴朗，气温为2℃。
故障现场情况详见下图1所示：
3 故障初步分析
220kV石索线28#是2007年大修更换的铁塔，耐张线夹使用的帕尔普预绞式耐张线夹，引流接续采用帕尔普的引流接续。自2010年起，运维人员使用红外测温仪进行线路普测时就发现帕尔普预绞式耐张线夹和预绞式引流接续有发热的现象，在2011年郑州公司220千伏II滨柳91#塔C相引流线，采用帕尔普预绞丝接续，在大负荷条件下发热导致引流线熔断，引起线路跳闸。
针对预绞式耐张线夹发热引发的线路跳闸问题，国网河南省电力公司多次组织技术分析及交流会，聘请厂家、行业专家对事故原因进行分析，主要从施工工艺、产品质量及材质等方面进行分析：
断开处位置示意图
断开的预绞式耐张线夹和受伤的导线
小号侧均压环上的放电痕迹
拆除后的预绞式耐张线夹
导线放电痕迹
局部的特写
（1）施工工艺原因：因仅郑州地区出现预绞丝发热问题，各地市未见报告预绞丝发热问题，施工工艺原因为故障原因主要怀疑因素。针对这一问题，国网河南省电力公司2012年4月份，邀请北京帕尔普预绞丝生产厂家来郑州对施工队伍进行培训。通过培训，经验交流，证实施工方法及施工工艺与厂家指导方法一致。
图1 故障现场照片
（2）产品质量原因：经过查阅郑州供电公司输电线路档案，所有使用的耐张线夹均有验收合格标志等，物资为直接从厂家进货。
（3）预绞丝材质及产品原理缺陷问题：由于厂家表示材质检测需寄往美国总部，暂未对预绞丝材质进行检测。
初步分析认为预绞丝采用为钢材质，而与导线接触为铝材质，不同金属在电场作用下，会发生电腐蚀，随着使用时间的增长，220kV石索线28#右相大号侧外线帕尔普预绞式耐张线夹逐渐老化，导致预绞式耐张线夹发热进而引起断裂，致使耐张线夹与绝缘子脱落，引流线受力后弹起过程中对小号侧横担端均压环发电，造成此次线路跳闸故障。
通过此次耐张线夹断裂导致线路跳闸故障，暴露电力公司在耐张线夹运维方面存在以下问题：
（1）对预绞丝的运维能力不足，由于该产品从美国引进，国内对其使用方法、维护手段、检测手段以及鉴定方法等方面存在不足。
（2）针对使用帕尔普生产的预绞式耐张线夹多次发热引发跳闸的问题，2013年郑州供电公司对60基有重要跨越线路上使用帕尔普生产的预绞式耐张线夹，已经基本更换完毕，还有492基杆塔还没有进行更换。若将上述预绞丝全部更换，相当于将近十年来的线路改造工作全部更换，其需要投入大量的人力、物力以及电网的停电配合。
（3）对于未更换的预绞丝，没有有效的实时监测手段。因预绞丝发热具有偶然性，同一地点存在连续几天红外发热检测不一致情况。而目前暂无有效全面监控手段，只能通过地毯式全面排查，查找缺陷点。
4 运维建议
鉴于近年来预绞丝越来越多的在我省输电线路应用，但运行经验较少，研究不够深入，为避免预绞式耐张线夹发热进而引起断裂事故的发生，现对预绞丝的使用建议如下：
（1）对110千伏以上使用预绞丝的线路进行红外测温排查，对存在发热隐患的预绞丝进行整改；
（2）开展专题研究，针对预绞丝及同类产品编制指导意见，制定施工、验收、运维标准；
（3）对于老旧线路（导线表面氧化层较厚，不易打磨的）禁止耐张和引流使用预绞丝接续；抢修采用预绞丝时，需根据线路情况选择性使用，并严格施工工艺。
（4）耐张线夹、跳线禁止使用预绞丝接续；重要线路和特殊地段要慎用预绞丝；工程验收时要特别加强对预绞丝的验收工作，杜绝缠绕不紧密、有缝隙等现象。
（5）加强对预绞丝及同类产品的检测，增加红外测温频次，发现缺陷立即进行整改；加强与调度的协作，当使用预绞丝线路工作电流接近或超过导线最大载流量的75%时，应立即组织红外测温检查。
5 结论
本文以220kV石索线耐张线夹断裂引发跳闸为实例，初步分析了其跳闸原因，对目前省内采用的耐张线夹存在问题进行了剖析，并对下步运维工作提出了相应的建议，对耐张线夹的运维和确保输电线路安全运行具有一定的借鉴意义。
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TM75
A
1003-5168（2015）11-080-02
钱诗林（1986-），男，工程师，硕士，研究方向：输变电工程电磁环境及高电压技术。
