220kV 某线地线悬垂线夹磨损断裂改进方法

张棋维 雷仝

摘要：本文通过一条运行的 220 kV输电线路因架设于 20mm覆冰区，垂直档距大、塔基位高差悬殊，输电线路在野外受到覆冰和大风等综合环境的影响，架空地线覆冰加上遇到大风气候金具和悬垂线夹荷载增大，磨损加剧，昀终将悬垂线夹磨损断裂，架空地线落至导线造成停运。经运行情况和受力分析，将原架空地线的单线夹的连接金具形式改为双线夹形式，极大的减少了地线和金具磨损，运转灵活。为大风及覆冰区的输电线路运行提供了一定的经验。

关键词：改进;架空地线;线夹;磨损断裂

概况

某日上午 06点 17分，某 220 kV线路 C相永久接地故障，强送不成功。经故障查找发现位于大理州某山海拔 3941m的 N23号塔架空地线悬垂线夹断裂，地线落在导线上造成线路停运。故障时段该线 N23号塔附近地区出现大雪天气，导线有少量积雪，大约 10mm，现场温度-2℃，风速约 5级。线路段山高路远，典型气垂直气候，常年有积雪覆冰及大风。大风气象持续周期长，易造成线路金具磨损，该线段也发现金具磨损情况，集中于在大风垭口及垂连续上下坡杆段。该线导地线为 U型螺栓式悬垂线夹，线夹的挂轴和线夹挂板在大风力作用下发生磨损，待磨损一定程度就会使线夹断裂分解，导地线掉落迫使线路停运。

1 分析原因

故障线N23号塔为ZB2-27m酒杯型直线塔，N22塔为JH1-30m直线耐张塔、N24塔为JH2-30m转角塔。N23塔位于一山顶之上，N22塔与N23塔高差达168m，N24塔与N23塔高差为127m，两侧档距均在400m以上。采用单悬垂线夹的金具连接方式，线夹承受的垂直荷载非常大，在大风和覆冰气象条件下，荷载呈几何式增加。

线路的悬垂线夹是U型螺栓线夹，其功能是把导地线固定于线夹的船体部分，再通过金具串连接在直线杆塔横档处。悬垂线夹船体是锻造一次成型、内有压板和两组U型马鞍螺丝构成。安装时U型马鞍螺丝压紧压板把导地线固定在线夹船型体内，挂板是钢板冲压，挂板把船体悬挂在连接金具上，悬垂线夹活动是与导地线在同一轴心线上，活动自如。

该地线为GJ-70钢绞线，悬垂线夹为CGU-3型。23塔垂直荷重大，覆冰更加剧了线夹挂板和挂轴的剪切力。遇大风作用下导地线横向产生了水平荷载，与此同时悬垂线夹是横方向移动动，线夹挂板孔和挂轴之间的摩擦由一个面演变为一个点，摩擦面积变小，形成剪切力加大加速磨损，形成隐患。

故障的23塔地段，刚好位于高山和大风口，常年風速5-6级，在覆冰季节遇大风的作用，线夹挂板绕着线夹的挂轴持续运动，挂板不是铸造的比线夹船体薄，运动产生非常大的剪切力，一段时间形成了金属疲劳，挂轴与挂板均有磨损，积累至一定量时，在导地线垂直自重作用下会造成挂板断裂和线夹船体分解，导地线脱落线路故障停运。

2 对策及改进

抢修前，考虑到确实减小悬垂线夹受力和磨损，对原有金具组装连接型式进行了改变，改善原连接方式的受力。原来金具组装方式如图，它将UB型挂板连接于平行挂板再连接悬垂线夹。力集中于一个悬垂线夹上，应力集中一点，如图所示。分析后将原PD-7的平行挂板取缔，替换成L-1040的V型联板，联板下增加一悬垂线夹，如图6所示，将金具连接型式由单悬垂线夹改成双悬垂线夹型式，线夹的受力变成两个，较好的减少了的集中应力，如图7，组装型式减少了单线夹顺线路方向风力及反作用力50%，挂板与线夹船体挂轴顺线路运动大幅减少，达到减少磨损的目的。再者单线夹受到的横风及反作用力也降低50%，挂轴与挂板孔的摩擦面增大减少了剪切力。通过改进的单线夹承受的垂直荷载也少了一半，同时挂板与挂轴的剪切力也相应减少，U型悬垂线夹的磨损现象得到有效缓解，未再次发生线夹断裂造成的线路故障。

3 总结

文章对110-220kV架空线路直线型杆塔，架空地线单悬垂线夹连接方式进行了分析，在高山覆冰区加上长期在大风气候下单个悬垂线夹极易造成挂板处磨损，天长日久磨损造成线夹分解断裂，线路故障停运。提出了改善方案，将原单悬垂线夹连接方式改为双线夹连接的型式，有效的减少和缓解悬垂线夹受到的横、顺线路方向的作用力，改进后线夹的荷载减少50%，提高了输电线路的可靠性。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准 GB2318.4-85 悬垂线夹（XGF型）国家标准局 1985-01-23发

[2]杨军，YANGJun. 线路直线塔地线及光缆金具维护[J].云南电力技术，2014（5：）

[3]董吉谔《电力金具手册》第三版 中国电力出版社 P129-P145

[4]李虎安. 预绞式金具在电力线路中的应用[J]. 云南电力技术，2007，35（6）：28-28.

作者简介：张棋维，（1992-）男，本科，助理工程师，长期从事输电线路运维管理工作。

雷仝，（1990-）男，本科，助理工程师，长期从事输电线路运维管理工作。