220kV线路宰旧耐张线夹断线事故分析及防范措施刘堂军

220kV线路宰旧耐张线夹断线事故分析及防范措施刘堂军

刘堂军

（国网四川省电力公司成都供电公司四川成都610000）

摘要：近年来，一些220kV线路宰旧耐张线夹运行一段时间后发生断线事故,其根本原因是施工人员在压接导线时不按规程施工，未彻底清除高电阻的铝氧化膜,导致导线因长期过热,强度降低,使耐张管内钢芯先断,瞬间产生冲击力,造成铝管口导线拉伸破断。对此，应加强对所辖输电线路的状态评估，并采取相应的防范措施。

关键词：220kV线路；耐张线夹；断线；防范措施

一、引言

输电线路主要用于传输电能，是电力系统中重要的组成部分，高压输电线路主要分为架空输电线路和电缆输电线路２种，架空输电线路以其造价低、地形适应能力强、故障查找容易等诸多因素被广泛应用于电网输电线路中。架空线路采用空气绝缘，绝缘自恢复能力强，跳闸重合成功率较高，但受外力因素影响大、故障率高是其主要特点。架空线路日常运维中最为严重的故障为断线，极有可能引发次生灾害。

近年来，一些220kV线路宰旧耐张线夹运行一段时间后发生断线事故,本文以此为例，分析事故原因，并提出解决措施和改进建议。

二、事故原因分析

图1220kV线路宰旧耐张线夹断线后的解剖结构

如图1，经解剖断线耐张线夹，发现断线共有两处断口，一处为压接管内钢锚断口处钢芯（断口１），一处为耐张管端口处的铝线和钢芯（断口２）。断口１处的钢芯呈黑色，断口１处的钢芯有颈缩现象。压接部分的铝线表面有一层黑色的氧化膜，且耐张管与导线铝股之间存在杂质。

显而易见，压接工艺存在问题。根据DL/T5285-2013《输变电工程架空导线及地线液压压接工艺规程》，对运行过的旧导线压接之前应做如下处理措施：（１）用钢丝刷将表面灰尘、黑色物质全部刷去，至显露银白色铝为止；（２）清除铝股氧化膜；（３）以清洗剂（汽油）清洗铝股表面污垢，清洗的长度应大于穿管长度的1.5倍。（4）对外层铝股均匀涂抹导电膏。

由断线耐张线夹解剖结构可以判断，钢芯的两个断口应是压接管内的断口１首先发生。这是因为导线张力的传递路线为：

导线→钢芯→钢锚→挂线金具

如若断口２首先发生，则导线张力将不会传递到钢锚处的钢芯上，断口１便不会继续发生。据此可以确定，断口１首先发生。进一步结合理论计算和试验分析可得到耐张线夹断口发生原因。

1.断口1发生原因

断线时没有大风和雷电，排除因自然因素导致的断线可能。此时导线张力约为43.334ｋＮ，而LGJ-400/35的额定抗拉力为93.77kN，显然此时的导线张力不可能将正常状态下的钢芯拉断。拉力试验结果也进一步验证了这一点。除此之外，耐张线夹接触电阻测试结果说明，采用错误压接方式的耐张线夹接触电阻约为正常工艺压接耐张线夹接触电阻的四倍。

正常情况下，导线的载流主要依靠铝股，但是由于压接过程中铝股表面的氧化膜、杂质未清除干净，因此其与耐张管之间的过流通道受租，使得本来应承担张力的钢芯承担了一部分过流“任务”。由于钢芯材料为回火索氏体，尽管常温下屈服强度很高，但当温度超过300℃时其强度便急剧下降。由于电流的通过，钢锚和钢芯将会发热，导致钢材强度降低，钢锚端口1处的钢芯存在应力集中，所以此处便首当其冲成为断线的发生点。

2.断口2发生原因

在断口１发生后，导线张力冲击荷载完全作用在线夹上，由于铝管本身有一定的强度和延展性，加之该段孤立档导线张力不大，铝管几乎没有变形。与此同时，电流不得不通过导线与线夹之间的污秽氧化膜进行传输，因此线夹发热不可避免。

冲击荷载过后，导线应力将集中于断口2处，加之线夹发热以及导线微风震动所产生的切应力，最终导致铝线颈缩断裂。在铝线被拉断之后，导线与耐张线夹之间仅仅通过钢芯连接，此时所有的电流全部通过钢芯进行传导。在线路运行电流的作用下，钢芯温度不断升高，当其温度超过300℃时，强度急剧下降，最终被拉断。

综上所述，断线事故的主要原因是压接时，施工人员未按照相关工序工艺要求进行操作，旧铝线表面的氧化膜未打磨清除干净即开展压接，从而引起耐张管内钢芯过流，加之在骤冷骤热的淬火效应下，强度降低最终引致。

三、防范措施及建议

由220kV线路宰旧耐张线夹断线事故原因的深入分析可知，应加强对所辖输电线路的状态评估，并采取相应的防范措施：

1、全面梳理近年来线路开Π、迁改、异动等工作后，对新旧分界点处的耐张线夹的基础台账建立专档，积极开展红外测温、紫外成像的常规检测，并利用停电机会开展X光无损探伤检测，确保发现一处消除一处，避免该类不安全事件的再次发生。

2、导线长期运行载流量应按经济电流密度确定的载流量进行，线路表面温度７０℃热稳定限额不应作为输电线路长期运行值，只可作为调度断面控制值，其运行时间不宜超过30min。

3、针对重要交跨处的耐张线夹，协调厂家改良创新专用帕尔普预绞式耐张线夹进行补强加固。

4、线路技改或迁改工程中应尽量避免旧线新压，如果不可避免，务必对旧线表面做氧化物的清理。

5、建议在线路施工中，宰旧点尽可能使用帕尔普预绞式耐张线夹的方式，有效降低人为因素影响，提高设备的安全系数。

6、在线路施工作业中，施工单位、建管单位和监理单位应加强对隐蔽工程的管控力度，作业过程中必须保留相应的影像和视频资料，且所有的隐蔽工程必须可追溯。同时，针对类似压接工作，建议在投运前开展X光无损探伤检测，确保施工质量和安全。

参考文献

[1]DL/T5285-2013《输变电工程架空导线及地线液压压接工艺规程》

[2]《耐张管内钢芯铝绞线断线原因分析》

[3]《220kV富鱼线导线断裂原因分析》