±660kV银东直流大截面导线耐张线夹断裂故障分析.docx

? ? ±660kV银东直流大截面导线耐张线夹断裂故障分析 ? ? 房子祎 ,郝金鹏 ,刘世涛 ,杨伟东 ,杨凯 ,吴波 （1.国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，宁夏银川 750011；2.国网宁夏电力有限公司，宁夏银川 750011；3.宁夏电力能源科技有限公司，宁夏银川 750011） 0 引言 耐张线夹是输电线路的关键连接部位之一，既承担导线的导电功能，又承担导线的全部张力，其运行可靠性直接影响电力系统的安全稳定运行[1-2]。随着导线要求的输送容量不断增大，导线截面也不断扩大，当导体标称截面≥800 mm2时，其优越的电气性能和机械性能即可满足超特高压输电工程对导线大容量、远距离、低损耗的输电技术要求，与此同时，对相应耐张线夹的运行质量要求也愈高[3-5]。耐张线夹的运行质量主要表现在两个方面：一是本体材质优异，不存在锻造缺陷，不会轻易发生内部腐蚀或组织老化等性能劣化情况；二是压接工艺和质量满足相关标准规范要求。前者可通过强化物资采购、驻场监造、到货验收等手段进行质量管控，后者则由于在电网基建工程中监督检验量较大、检验手段欠缺，易出现不同程度的问题，严重者甚至发生失效断裂，造成输电线路故障停运[6-8]；因此，对耐张线夹压接质量进行检测及缺陷分析，可为进一步提高耐张线夹压接质量和改进压接工艺提供理论和实践依据[2-9]。目前已有不少学者在耐张线夹压接后的质量检测方面做出研究：文献[10]研究采用X射线无损探伤技术对耐张线夹进行了检测，发现问题线夹多存在工艺性和功能性两类缺陷；文献[11]提出了一种基于超声波的压接质量检测方法，并通过仿真分析超声波的声场分布，得到了适用于压接质量检测的探头频率；文献[12]则以某一特定压缩型耐张线夹为对象，利用有限元仿真研究了标准压接长度时耐张线夹的拉伸受力性能，从而明确了不同的线夹失效表征形式。这些研究多只针对导线截面为800 mm2以下的耐张线夹，对于大截面导线耐张线夹压接质量检测的研究相对较少。 ±660 kV 银东线为我国首条±660 kV 输电线路，在设计时结合了直流线路特点和该输电工程的实际情况，采用4×1 000 mm2的大截面导线，以获得经济和技术上的双优效果[13-14]。通过对±660 kV 银东线断裂的耐张线夹进行宏观检测、解体分析和微观检测，从而提出对应的管控措施，这为大截面导线的耐张线夹压接质量检测分析及管控提供了借鉴 1 线路概况及设备信息 ±660 kV 银东直流输电线路于2020 年10 月综检时，X 射线检测发现3 处耐张线夹，分别是极I 线小号侧4 号子导线、17 号耐张塔极Ⅱ线大号侧两根上子导线（1 号、4 号）压接处导线钢芯断裂。 1.1 线路概况 该±660 kV 直流线路于2010 年11 月26 日投运，17 号耐张塔位于17—22 号耐张段内，跨越高速公路，耐张段全长2.06 km，线路弧垂符合标准，运行期间，未发生覆冰、舞动等情况，可排除运行中的应力导致耐张线夹钢芯断裂。 1.2 耐张线夹型号 耐张线夹型号为NY-100/45，铝管外径Φ72 mm，内径Φ44.2 mm，铝管总长650 mm，铝管压接导线长度340 mm，钢锚钢芯管压接处外径Φ22 mm，钢芯管内孔Φ9.1 mm，钢芯管孔深135 mm。钢芯铝绞线型号为JL/G3A-1000/45-72/7，结构根数/直径为铝72/4.21 mm、钢7/2.80 mm。 2 宏观检测及分析 耐张线夹的压接工艺会直接影响其压接质量，为检查断裂的耐张线夹压接质量是否存在明显缺陷，首先对3 支耐张线夹进行宏观检测，开展外观尺寸检查、导线力学性能和X 射线成像分析。 2.1 外观尺寸检查 对耐张线夹进行对边距测量，测量结果如表1所示。3 支耐张线夹的对边距均符合文献[3]“三个对边距只应有一个达到允许最大值”要求。测量耐张线夹压接后的铝管长度为715～720 mm。铝管伸长量为65～70 mm，伸长量为铝管长度的10%～10.7%。单模长度约为65 mm。 表1 3支耐张线夹压接后铝管长度检测结果 将X 射线成像图与实物图进行对比，如图1—图3 所示。极Ⅰ小号侧4 号子导线断裂点距压接管端口约340 mm，极Ⅱ大号侧1 号子导线断裂点距压接管端口约355 mm，极Ⅱ大号侧4号子导线断裂点距压接管端口约320 mm，3 支子导线钢芯断裂点均位于不压区向导线侧的第一模长度内。 图1 17号塔极Ⅰ小号侧4号子导线耐张线夹 图2 17号塔极Ⅱ大号侧1号子导线耐张线夹情况 图3 17号塔极Ⅱ大号侧4号子导线耐张线夹 2.2 导线力学性能检测 截取17 号塔极Ⅱ大号侧4 号子导线，对其开展力学性能测试，测试内容包括导线表面质量、导线结构、直径及直径偏差、抗拉强度试验、伸长率试验、卷绕实验和扭转试验