超特高压输电线路耐张线夹新缺陷分析与解决措施

杨鲲鹏 赵渊 韩磊

国网四川省电力公司检修公司 四川成都 610041

耐张线夹主要用于固定到导线或避雷线，起着承受电气负荷，保障输电线路安全稳定运行的作用，是输电线路的重要组成之一。然而，长期投入输电线路使用的耐张线夹会产生诸多缺陷，如本次检修中出现的弯曲变形、未压区鼓胀开裂与引流板变形开裂等现象，这些缺陷是威胁输电线路正常工作的安全隐患，应努力消除隐患，且防患于未然。本文对所观察到的耐张线夹缺陷进行了一系列分析，寻找造成这些缺陷的原因，列举若干合理有效的补救措施以及预防措施以供参考。

1 耐张线夹弯曲变形

1.1 缺陷现象

在检修某地500kV输电线路时，观察到37号杆塔受电端的3号以及56号杆塔受电端及送电端的1号、3号上的耐张线夹都有弯曲变形的现象。

1.2 原因分析

应用外观检查、解剖试验和火花源原子发射光谱法等检测弯曲变形的耐张线夹，对所得到的结果进行分析[1]：（1）37号与56号杆塔皆处于山区，据以往的损坏记录可以排除两处杆塔受到外力破坏的可能性；（2）凡是发生弯曲变形的耐张线夹，均向引流线的安装方向弯曲；（3）耐张线夹的压接工艺符合DL/T 5285-2013的规定；（4）用火花源原子发射光谱法对弯曲变形的耐张线夹进行检测，结果表明钢芯与铝管的质量分别符合GB/T 699-2015与GB/T 3190-2008规定。

已知，耐张线夹的型号钢管全通型压缩型耐张线夹。由此可得，两处杆塔发生耐张线夹弯曲变形的原因是上方子导线与下方子导线在风力作用下发生了不同步的振荡，受到引流线拉扯，导致耐张线夹应力集中，一旦钢芯抗弯强度超过极限值，耐张线夹就会发生弯曲变形。

1.3 补救与预防

更换已经发生弯曲变形的耐张线夹，用未压区为实心的耐张线夹以提高耐张线夹钢管的抗弯强度。对于依然能够正常工作的同类型耐张线夹也要进行仔细排查，可以拆除引流支撑间隔棒或在引流导线、延长杆上外加一层防磨橡胶套预防耐张线夹的弯曲变形现象[2]。

2 未压区鼓胀开裂

2.1 缺陷现象

在进行某地超特高压输电线路的检修工作时，未压区鼓胀现象在多条输电线路的耐张线夹处均有发生，其中甚至个别严重到开裂。该缺陷主要多发于截面不低于630 mm2的铝材导线输电线路中，且其使用的耐张线夹都处于倒挂或水平状态。

2.2 原因分析

对检修地区的耐张线夹进行取样分析，进行外观检查、解剖试验与渗水试验。结果表明：（1）耐张线夹夹口处的导线存在无法恢复的松股现象，与DL/T 5285-2013规定相悖；（2）耐张线夹的压接工艺与DL/T 5285-2013规定相符；（3）导线的单丝直径及根数均在GB/T 1179-2008规定范围之内；（4）在渗水试验中，水流可以通过耐张线夹松股处的缝隙，流经导线内部直至耐张线夹未压区。综合上述，耐张线夹发生鼓胀及鼓胀到开裂的现象是由于导线压接后存在缝隙，导致雨雪天气时雨水通过缝隙流入到耐张线夹未压区中，之后累积在耐张线夹未压区的水在低温天气冻结成冰，使耐张线夹未压区发生鼓胀甚至鼓胀到开裂。

2.3 补救与预防

由于耐张线夹鼓胀程度有大有小，补救措施也有所区别。对于鼓胀程度较小的耐张线夹，只要在其未压区顶部钻一个直径为6 nm的孔以排空其中累积的雨水，再用黄油枪向孔内注满电力脂，最后用直径为6 nm的铆钉将孔密封即可。对于鼓胀程度较为严重的耐张线夹，应在其未压区外加一个铝衬管，再于各个缝隙中注满电力脂。对于处在倒挂状态的耐张线夹进行外径侧量、外观检查以及X射线检测等步骤[3]。对于产生鼓胀现象的耐张线夹同塔同侧的正常耐张线夹也要在其未压区顶部钻一个直径为6 nm的孔，再用黄油枪向孔内注满电力脂，最后用直径为6 nm的铆钉将孔密封。

3 引流板变形开裂

3.1 缺陷现象

在检修某地超特高压输电线路的过程中，观察到数条输电线路的耐张线夹引流板产生缺陷，主要表现为变形和开裂。该缺陷皆发生在引流板材质牌号为1100、锄头型的耐张线夹上。此现象在截面分别为630nm2、720nm2、800nm2的铝材导线均有发生，常见于沿海台风多发地区。

3.2 原因分析

为找出耐张线夹引流板产生缺陷的原因，取多处引流板发生开裂的耐张线夹与未失效的耐张线夹作为样本，对这些样本进行外观检查、渗透检查、金相分析、扫描电子显微镜和能谱分析等检测[4]。结果如下：（1）利用立体显微镜进行外观检查，发现引流板的裂纹处在其折角处，且在两个截面的转角处，裂纹具有一定深度，可以从裂纹处窥见引流板内部有少许锈蚀痕迹的存在，细裂纹平行于主裂纹沿晶扩展开来，其源头和终点均在引流板内部；（2）利用渗透检查可知，发生引流板变形开裂的耐张线夹存在裂纹、气孔、孤坑、焊缝裂缝等几种不同程度的缺陷；（3）金相分析可得，无论是引流板发生开裂的耐张线夹，还是未失效的耐张线夹，它们的金相组织均呈α相，且晶界较粗糙，易形成小缺陷，这些小缺陷聚在一起便会形成裂纹，加以扩展延伸，就会导致引流板内部形成了许多裂纹孔洞缺陷；（4）维氏硬度平均值在31 kg/mm2左右；（5）应用扫描电子显微镜和能谱分析对母材进行检测，母材牌号1100，主要为铝成分，能谱分析中母材的主材质为Al，另外还有C、Si存在于其中，标识与检测结果基本一致，符合GB/T 3190-2008的要求；（6）应用扫描电子显微镜和能谱分析对裂纹进行检测，得出裂纹的主材也是Al，另外还存在C、O、F、Si、Fe等元素，其中F因侵蚀被带入其中，而O则是引流板开裂之后的氧化产物残留，除此之外，没有发现其他可能导致腐蚀的成分，由于F和O是在开裂之后才存在的，因此可以排除开裂是由腐蚀引起的。

综上，不管是引流板发生开裂的耐张线夹，还是未失效的耐张线夹，其引流板内部均有裂纹，由于本身材质与挤压锻造工艺的原因，其自身力学性能也较差，在导线和耐张线夹拉力和沿海台风多发区如此强的风力作用下，内部晶界缺陷不断扩展，裂纹不断延伸，最终导致了开裂现象的产生。

3.3 补救与预防

将引流板变形开裂的耐张线夹更换成材质牌号为1050 A；加大检查力度，及时发现耐张线夹引流板的变形开裂现象并对其进行补救措施。在耐张线夹的设计与制作过程中，应严格把控耐张线夹引流板的质量，使其受力能力增强，使用寿命延长。

4 结语

本文仅对本次检修中耐张线夹出现的弯曲变形、未压区鼓胀开裂与引流板变形开裂等新问题进行了分析，找到产生问题的关键所在，提出相关的应对措施。随着耐张线夹使用时间越来越长，会有更多的新缺陷随之而来，应沉着冷静，理性分析缺陷产生的症结所在，并对症下药。应加强检修工作，及时对产生缺陷的耐张线夹进行补救措施，对于能够正常进行工作的耐张线夹也不能掉以轻心，应加强预防工作，将可能威胁到输电线路正常运行的潜在隐患掐死在摇篮里。同时，应努力提高耐张线夹的设计水平与制作工艺，使用高质量高要求的耐张线夹不仅会延长耐张线夹的使用寿命，还能够减轻检修工作的工作量。