摘要：耐张线夹是固定导线终端，承受导线张力，用于转角、接续及终端连接的金具，其主体包含钢锚与铝管两部分，是输配电线路的重要组成部分。耐张线夹可以将避雷线及导线固定于非直线杆塔的耐张绝缘子串上，并承受一定的电力负荷，其对220kV输电线路的可靠、稳定、经济运行起重要辅助作用。由于加工质量、压接质量、设计质量的原因以及组织老化、内部腐蚀或耐张线夹发热等原因，会导致断线的事故发生。本文对提出220kV输电线路耐张线夹断裂初步分析及运维建议。
关键词：220kV输电线路耐张线夹断；初步分析；运维建议
引言
耐张线夹用来将导线（包括避雷线）固定在非直线杆塔的绝缘子串上，亦用作固定拉线杆塔的拉线，将导线或避雷线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上，同时也要承受电气负荷，其对高压输电线路的安全稳定运行起着非常重要的作用。液压型耐张线夹由铝套管和钢锚构成，作为主要承力部件的钢锚一旦断裂，将会造成导线断裂、跳闸等恶性事故。
1.耐张线夹断裂原因分析
1.1 断口外观形貌分析
耐张线夹断裂位置在钢锚口处，与钢锚口端面基本一致。所有断口均可见明显颈缩，为韧性断裂，在断裂面上留下塑性变形的熔化痕迹，钢锚口端面周围和铝管内壁均检测到导线金属熔滴的飞溅和铝导线短路熔化的痕迹。说明在发生断裂瞬间铝管断口温度到了铝的熔点（660℃）以上。钢锚压接端断裂断口在钢管内，7根钢芯丝的压接端断裂断口都不处于同一平面。将输电线路耐张线夹变形部分切割后，钢芯耐热铝合金导线露出残留的钢芯丝且镀金表面被氧化。通过观察发现，4根剩余的钢芯丝较短，钢锚压接端断裂断口在钢锚口周围，从断面收缩的情况来看满足颈缩特征。
另3根残留的钢芯相对较长，断口都在同一个平面内，钢锚压接端断裂断口在钢锚内。而剩余钢芯丝进入至铝绞线端一侧的位置则未发生氧化和变色，说明剩余钢丝遭受瞬时高温，铝导线表面、铝管与导线表面氧化后形成一层很薄的氧化膜。将输电线路失效耐张线夹钢锚铝管切除，发现分段压接的迹象。沿纵向切开钢锚进行观察，发现留在钢锚内的部分被钢锚紧密压缩固定，没有发生断股，也没有发现氧化烧焦或腐蚀情况。钢丝断口有4根存在明显的拉伸破断的颈缩现象.
1.2 钢芯丝和铝管显微组织分析
对铝管内的钢芯丝及钢锚内的钢芯丝依次进行显微组织检测，没有发现铝管的金相组织有裂纹气孔、夹杂物等异常组织。分析钢芯丝金相组织可见，钢基体的金相组织为珠光体和铁素体。钢芯丝外加工的镀锌层个别点有脱落情况，极有可能是收到了压接过程的挤压，钢锚与铝导线间隙位置导线钢芯丝焦灼烧毁严重，因此没有开展显微组织观测。
1.3断裂钢芯丝表而显微形貌
依次取一根断口齐平及引起颈缩的钢芯丝，对外表进行简单处理后，在锚内钢芯丝断口周围进行取样。断口平整的钢芯丝的断口周围表面可以检测到一些与断面相互保持平行且自身相互平行的裂纹；发生颈缩的钢芯丝表面虽然裂纹没有全部伸展且裂纹较浅，但裂纹之间也保持相互平行，表面发现有氧化腐蚀产物覆盖（图1）。
图一 断裂钢芯丝表而显微形貌
2 耐张线夹压接缺陷对线路运行的影响
耐张线夹的压接质量是影响导线握力的重要因素，本文所述缺陷对导线安全性均存在一定的影响，本文根据实际情况对上述缺陷造成的影响进行探讨。耐张线夹的防滑槽漏压1槽时（共3凹槽），导线握力值满足标准中对导线压接后握力值的要求；防滑槽漏压2槽时，导线握力值略有降低，但仍满足标准的要求；当防滑槽漏压3槽时，导线握力值下降明显，不满足标准要求。另外，由于导线握力值只是衡量导线安全性能的一个指标，而且防滑槽漏压可能对耐张线夹的疲劳性能产生不利影响，所以防滑槽漏压会导致耐张线夹安全性能下降。钢芯断裂时，导线握力的下降值为钢芯计算拉断力
计算结果如下：ΔF=σ*S=1310MPa*34.36mm2=45.01kN（4）F1=F-ΔF=（119.50-45.01）kN=74.49kN（5）式（4）、式（5）中：F为导线计算拉断力，ΔF为钢芯计算拉断力，F1为剩余拉断力。
根据式（4）和式（5）可知，当钢芯断裂时，导线拉断力剩余值为74.49kN，不满足标准中该型号导线对导线拉断力的要求。导线侧压接管漏压也会对导线握力产生影响，由摩擦力计算公式Fμ=F*μ（F为铝管对导线的正压力，μ为摩擦系数）可得，导线侧铝压接管握力下降程度和铝管的漏压率成正比，当压接管漏压达到一定程度，握力值将不能满足标准中导线握着力的要求。钢芯损伤，铝压接管未重模，钢芯起笼，钢锚管弯曲和钢锚管扭曲均会对导线耐张线夹握力产生一定影响，但无法进行定量分析，本文不进一步探讨。
3 耐张线夹断裂解决措施
3.1 现场停电消缺整改
根据故障处理原因，技术人员制订了停电并消除缺陷隐患的整改处理方案，重点落实了其他几处氧化腐蚀产物的检查，对重要危险点采取预防控制措施。停电之日，首先对各处重点区域耐张线夹接线情况进行抽检抽查工作，检查压接式耐张线夹连板方向是否符合设计规定，线路的覆冰厚度是否超过设计值，耐张线夹压接工艺是否合格，相应钢芯铝绞线的材料是否老化变形等等。经过8d的现场检测，156处耐张线夹有149处检测结果合格，其余7处均采取不同的措施，对耐张线夹进行补模、更换导线等。
3.2 制订反事故措施
为避免类似事故再次发生，事故所在公司制订了专门的反事故措施，要求施工单位所有使用的耐张线夹必须从正规渠道购进并有验收合格标志，避免钢绞丝等材质及产品原理缺陷，制定施工、验收、运维标准，对部分材料进行耐拉耐温升测试，增加红外测温频次，严格按照设计尺寸做好“定位印记”，对老旧线路禁止耐张和引流使用预绞丝接续。输电线路在设计阶段时，应提前考察沿线的气象条件，差异化选择覆冰厚度。对存在质量缺陷、发热、老化、覆冰、氧化物附着等隐患及时进行整改。
结语
综上所述，对线路的运行造成了重大安全隐患，针对文中发现的几类典型缺陷，对耐张线夹中存在钢芯损伤及断股的情况，尽快进行导线更换处理；对铝管与绞线部分漏压不超过10%的可以暂不处理，超过10%的结合停电计划进行补压；对钢锚管毛边、钢锚管弯曲铝股切割不齐等工艺缺陷，可监督运行，观察期对线路运行是否造成影响，根据监督结果酌情处理。
参考文献：
［1］尹洪，金哲，侯新文.输电线路高速、高铁“三跨”覆冰舞动应急处置措施研究［J］.湖北电力，2018，42（3）：9-14.
［2］李晓辉.2018年湖北电网输电线路设备冰冻灾害受损情况分析［J］.湖北电力，2018，42（3）
论文作者:林旭鸣,王玉忠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：导线论文; 断口论文; 握力论文; 线路论文; 滑槽论文; 拉断论文; 铝管论文; 《基层建设》2019年第24期论文;