一种新型输电线路弹簧铰链式间隔棒

多俊龙，郑舒文，王大众，杨巧为

(1. 国网沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110041；2.重庆国际复合材料股份有限公司，重庆 401220 )

输电线路防舞动间隔棒由间隔棒主体和两端连接线夹构成，是将不同相导线机械性间隔一定距离，防止导线出现舞动、鞭击以及距离过近的输电线路专用附属设施，其正常运行如图1所示。

图1 防舞动间隔棒正常运行照片

随着电力系统安全稳定运行要求越来越高，为防止线路舞动事故发生，线路安装了大量防舞动间隔棒设备。但是，近年来输电线路防舞动间隔棒缺陷频发，存在均压环脱落、金具连接点折断、线夹磨损导线等缺陷，已经严重影响系统安全稳定运行。存在缺陷的防舞动间隔棒不但无法起到防舞作用，甚至损伤导线引发断线事故。该类缺陷只能结合停电检修处理，因此一旦发生缺陷，线路通常只能长时间带伤运行，给电力系统带来严重安全隐患，如图2所示[1-3]。

图2 现有防舞动间隔棒缺陷现场照片

1 现有防舞动间隔棒结构特点和不足

沈阳地区在运间隔棒按线夹型式划分，共有对扣线夹式、悬垂线夹式、内预绞丝式、合页线夹式、全保护预绞式5类，实际运行中均存在一定问题。

对扣线夹式间隔棒金具可在导线“轴向”进行转动，分裂导线间属于硬连接，导线与线夹接触位置应力较为集中，受振动和舞动后易发生导线断股、断线，此类线夹应重点关注线夹出口处导线磨损情况，其正常运行及缺陷如图3所示。

图3 对扣线夹式间隔棒及缺陷

悬垂线夹式间隔棒主要存在2方面问题：一是安装在防舞动间隔棒上的均压环易随风摇晃、摩擦、振动脱落卡在悬垂线夹上，在风力的作用下导线振动导致与均压环接触处的导线出现断股；二是间隔棒和线夹均为硬质连接，子导线间不能产生相对位移。导线在长期微风振动情况下子导线承受硬性的拉力较大，相间间隔棒线夹与导线连接点形成应力集中区，导线持续受到动弯应力作用，逐步发展为疲劳断股，此类线夹应重点关注均压环脱落缺陷及线夹螺栓松动缺陷，其正常运行及缺陷如图4所示。

图4 悬垂线夹式间隔棒及缺陷

内绞丝线夹式间隔棒预绞丝在橡胶垫内，由于握着力不足，在导线微风振动时会出现线夹滑移的情况，情况严重者会滑移至预绞丝外侧造成线夹直接与导线接触，发生磨线的情况，此类线夹应重点关注线夹位移缺陷，其正常运行及缺陷如图5所示[4-5]。

合页线夹式防舞动相间间隔棒只在部分区段安装，安装量较少，目前已逐步淘汰，其正常运行如图6所示。

全保护预绞丝线夹式防舞动相间间隔棒暂未发现预绞丝线夹存在导线断股的情况，运行效果良好，但此类间隔棒装拆困难，一旦发生缺陷处理难度极大，其正常运行如图7所示。

图5 内绞丝线夹式间隔棒及缺陷

图6 合页线夹式防舞动相间间隔棒

图7 全保护预绞丝线夹式防舞动相间间隔棒

国家电网有限公司运检〔2016〕413号文中第5.2条规定“应避免在跨越铁路、高速和重要输电通道的跨越档内安装间隔棒”，侧面证明在运防舞间隔棒结构上技术并不成熟。

沈阳地区在运全部间隔棒主体与线夹之间均为刚性直连，当间隔棒阻碍导线相对运动时，全部作用力均由线夹承受，线夹处橡胶垫容易出现老化、破损现象，易发生绝缘橡胶滑跑、均压环脱落等缺陷，进而导致金具磨损导线，引发断线事故。因此，如何改变间隔棒线夹与主体之间直连结构，削弱其间相对作用力是新型防舞动间隔棒改进方向。

2 新型输电线路弹簧铰链式间隔棒结构

本文提出在间隔棒主体和线夹间增加四杆铰链改变现有间隔棒两者间直连结构，在铰链联板间增设减震弹簧削弱相对作用力的构想。所提出的新型输电线路弹簧铰链式间隔棒整体包括铰链结构、固定联板和弹簧减震结构3部分，如图8、图9所示[6-8]。

图8 新型输电线路弹簧铰链式间隔棒线夹

图9 新型输电线路弹簧铰链式间隔棒整体

铰链结构采用曲臂联板和直臂联板构成，其作用是改变线夹上受到的力方向，使其不直接作用在间隔棒主体上。固定联板通过双端铆钉固定轴连接加固钢板、传力挡板和减震弹簧构件的轴结构，加固钢板由铆钉固定于曲臂联板一端，起到连接直臂联板、曲臂联板和减震弹簧一端的作用。减震弹簧一端固定在加固钢板上、另外一端固定在传力挡板上，将曲臂联板两臂上受到的力进行衰减，吸收相对运动能量，实现减震效果，其线夹端主要结构如图10所示。

图10 新型输电线路弹簧铰链式间隔棒主要结构

3 新型输电线路弹簧铰链式间隔棒试运行

新型输电线路弹簧铰链式间隔棒整体装配调试成功后，依据《电气装置安装工程施工及验收规范》、DL/T 596《电力设备预防性试验规程》规程进行入网安全性检测，设备符合输电线路附属设施入网标准，其整体实物结构如图11所示。

图11 新型输电线路弹簧铰链式间隔棒实物图

为验证新型输电线路弹簧铰链式间隔棒效果，根据季节性特点和线路运行情况，选取近2年发生过舞动跳闸事故的220 kV高瓷线127-128号和220 kV牛虎线32-33号，在跳闸区段及前后两档内同时安装防舞动间隔棒，观察间隔棒运行情况，如表1、图12所示。

表1 新型输电线路弹簧铰链式间隔棒效果检查表

图12 新型弹簧铰链式间隔棒现场安装情况

输电线路新型弹簧铰链式间隔棒线夹与间隔棒主体间使用铰链非直连结构，夹上受到的力传导至间隔棒主体后大幅度衰减，设备入网试运行至今，无线夹护线条位移、均压环脱落、金具磨损导线等缺陷发生。

4 结语

新型输电线路弹簧铰链式间隔棒于2020年8月3日获得实用新型专利授权，专利号：ZL 2020 2 1577735.8。新型弹簧铰链式间隔棒削弱了线夹与间隔棒主体之间的相互作用力，解决了间隔棒均压环脱落、金具连接点折断以及金具磨损导线等问题，提高了设备可靠性，减低了缺陷隐患率，为电网安全稳定运行提供强有力支撑。