（国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司呼伦贝尔运维分部 内蒙古呼伦贝尔 021000）
摘要：针对内蒙古呼伦贝尔地区输电线路金具损坏、过热、导线断股等典型缺陷，和输电线路鸟害、舞动的典型故障原因进行分析。结合有关文件标准，从高寒地区典型缺陷、故障入手进行差异化改造设计，降低高寒地区输电线路缺陷和故障发生率，从而降低运维单位工作量，提高设备可靠性。
关键词：高寒地区；输电线路；典型缺陷；故障治理；
1 引言
内蒙古呼伦贝尔地区海拔550-1700m，地处蒙古高原边缘，属高寒地区。输电线路运行环境恶劣，冬季最低气温达到零下49℃，年温差达80℃以上。呼伦贝尔草原四季易形成均匀的微风，对该地区输电线路防振设施的设计、线路运行维护提出新的要求。本文对高寒地区输电线路导地线断股、引流板螺栓松动过热、金具断裂等典型缺陷和鸟害、舞动故障的原因进行了分析，从导线应力、运行最低温度和环境等因素充分考虑对输电线路的影响，从设计方面采取有效措施减少线路缺陷及故障，保证输电线路在较少人员维护下的安全可靠运行。
2 高寒地区输电线路运维典型缺陷和故障的情况
500kV巴换1、2线等10条500千伏交流线路，于2010年投运，导线采用4*630/45型，500米以上档距设计安装防震锤。投运后次档距振动严重，共发生46处R销退出，38处悬垂线夹螺栓松动、脱落，27处均压环螺栓松动脱落图1。
图1 500kV线路R销退出、悬垂线夹螺栓脱落
220kV牙博线于2003年12月08日投运，导线为LGJ-400/35型。2014年1月巡视发现，220kV牙博线102、104、173号引流板过热融化，经排查共有35个引流板存在过热现象图2。
220kV友牙线于2009年10月16日投运，导线为2*GLJ-240/30型，架空地线为GJ-50钢绞线。2014年7月巡视发现，220kV友牙线9处导地线断股、18只防震锤损坏。其中206号塔上线大号侧导线防振锤线夹外侧断多股图3。
图2 导线断股 图3 地线断股
220kV友伦II回线于2011年1月20日投运，全线主要采用ZM型塔，绝缘配置为14片7XMP型防污绝缘子。2011年投运至2013年发生5次鸟害跳闸故障。
500kV北巴1号线于2010年10月12日投运，全线采用同塔双回架设，导线采用4*630/45型。2015年05月05日22时48分，500kV北巴1号线跳闸，故障相别为AC相，巡视人员在500kV北巴1号线81-82档间AC相子导线上均发现有放电痕迹。
3 高寒地区输电线路典型缺陷、故障原因分析
3.1 500kV输电线路R销退出和线夹螺母松动的原因
500kV输电线路R销退出的原因主要有：施工检修人员忘记恢复原位；材质不合格；输电线路振动严重，R销疲劳失去弹性。
呼伦贝尔500kV输电线路R销退出的原因分析为，冬季低温草原地区，易行成微风振动和次档距振动。造成R销疲劳失去弹性变形退出。
500kV输电线路线夹螺母松动的原因主要有：施工检修人员紧固不到位；螺栓与螺母不合格；输电线路振动严重。
呼伦贝尔500kV输电线路线夹螺母松动的原因分析为，冬季低温草原地区，易行成微风振动和次档距振动。造成线夹螺母松动脱落。
3.2 220kV牙博线引流板过热熔化
引流板过热的主要原因有：引流板接触电阻大于要求值和线路过负荷照成。引起引流板接触电阻大的原因有以下几种：施工人员螺栓紧固不到位；施工引流板螺栓没有安装平垫弹簧垫；施工引流板螺栓型号错误，以小代大；施工引流板接触面没有进行清洗、接触面错误，或导电脂涂抹不合格；线路振动严重，引流板螺栓松动。
牙博线引流板过热的原因分析为，220kV牙博线虽然带出220kV博客图变电站、扎西郊变等5座220kV变电站，除负荷高峰期和电网改变运行方式状态下达到短时高负荷运行，但不超LGJ-400/35型导线的安全载流量，仍属于中低负荷线路，不存在过负荷过热现象。且同时建设的220kV博扎线与220kV牙博线运行负荷、施工工艺、设计标准相同，不存在引流板松动过热现象。经分析220kV牙博线位于大兴安岭西侧，冬季气温比220kV博扎线低10-15度，冬季导线振动严重，照成引流板螺栓松动，接触电阻增加，引流板过热局部融化。
3.3 220kV友牙线导地线断股和防震锤损坏
架空线导线断股、防震锤损坏的原因主要有:施工遗留物蘑断导线；外力破坏照成的电弧烧伤和机械损伤；个别导线材质不合格；防震锤质量不合格；运行时发生导线接头处断股；覆冰舞动照成金具附近导线因疲劳折断；安装金具工艺照成导线在风力作用下摩擦金具断股；防振金具安装位置错误，过多装设防振锤，像一个集中荷载加在导地线上，而使防振锤夹头处出现振动死点，照成断股 [1]。
呼伦贝尔地区输电线路导地线断股原因分析为，为防振锤安装数量不满足运行要求，造成导地线断股、防震锤损坏。冬季线路巡视能观测到明显的线路微风振动现像。
3.4 220kV友伦II回鸟害故障
220kV友伦II回线故障区段集中在171-285号之间，故障地段所处地埋环境为草原，没有高大树木，人烟稀少水泡子多，常年有鹰隼栖息，地表草原鼠类较多，为可造成线路跳闸的、体型较大的鸟鹰、猫头鹰、草原金鹰等鸟类提供了赖以生存的食物。草原上的杆塔又为它们提供了很好的栖息、瞭望的容身之地，大雾天气，鹰隼排便过程中造成线路放电跳闸。线路安装防鸟针后，仍然发生多次鸟害故障。
220kV友伦II回鸟害原因初步分析为，线路建设期安装有防鸟针，鸟类不在杆塔鸟害点栖息。运行一年后，鹰隼发现中线挂点附近塔材密集，学会了在防鸟针附近栖息的技能，如图4所示。固定在距挂点0-0.5米范围内栖息、觅食，塔上挂点附近鸟粪较多。发生鸟害后加装数千只防鸟针，每基塔10-20只不等，但只要有一只安装不合格即发生鸟害跳闸，且鸟类迅速掌握了在防鸟针杆塔筑巢栖息的本领，鸟害故障仍然重复发生。但并行的220kV友伦I回线没有发生鸟害故障，线路塔型一致，仅绝缘配置增加一片大盘径绝缘子。初步分析为大盘径绝缘子挡住了鸟粪，立即将220kV友伦II回鸟害杆塔更换三片大盘径绝缘子，如图5所示。更换后1个月重复发生鸟害跳闸故障，如图6所示。
220kV友伦II回频繁鸟害最主要原因分析为，线路绝缘配置低，为14片防污绝缘子，不满足《国家电网公司输变电工程通用设计》 对于100米以下220kV线路绝缘配合为15片，结构高度2190mm的要求 [1]。
图4 鹰隼栖息图 图5 大盘径绝缘子 图6 更换后跳闸图
3.5 500kV北巴1线覆冰舞动故障
目前，呼伦贝尔地区在运500kV交流线路主要为南北走向。呼伦贝尔地区春秋季覆冰期主导风向为西北风，与线路成45-90°夹角，易发生覆冰舞动故障。500kV北巴1线发生舞动故障主要原因分析为，500kV北巴1线位于2级舞动区图7，但线路没有安装相间间隔棒和线夹回转式间隔棒等防舞装置。
图7 国网蒙东电力舞动区分布图
4 高寒地区输电线路典型缺陷和故障的预防及治理
针对高寒地区输电线路典型缺陷和故障采取的防振措施从三方面着手：其一是根据《架空输电线路运行规程》的维修要求，进行消缺。其二是根据典型缺陷、故障提报大修、技改项目，有针对性的对现有设备典型缺陷、故障进行改造。其三是根据典型缺陷、故障产生的原因，依据在新建线路设计审查时制定的《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）》，同时结合运行经验，进行有针对性的差异化设计。最终降低新建线路投运后的典型缺陷、故障发生率。
4.1 500kV输电线路R销退出和线夹螺母松动
线夹螺母运行消缺，采用防松螺母进行消缺；R销退出缺陷，采取更换后加装碗头抱箍。提报改造计划，增加防震锤安装数量，吸收振动能量。避免金具螺栓松动、R销振动疲劳退出。
设计审查时要求设计单位考虑呼伦贝尔是覆冰区，导线防震措施要使用预绞式防震锤，跨越档增加防震锤数量。铁塔主材连接螺栓需设计为双母防松。普通悬垂线夹螺栓脱落较多，根据《十八项电网重大反事故措施》6.5.1.4要求呼伦贝尔是覆冰区，悬垂线夹要求使用预绞式金具。合成绝缘子的球头碗头设计成环环连接，取消R销；玻璃、瓷绝缘子导线侧碗头加装碗头抱箍，避免R销疲劳退出。为防止因R销挤压退出造成导线脱落，建议V串采用复合绝缘子环环连接形式代替球碗连接结构，从根本上解决V串球头脱落问题 [2]。
4.2 220kV牙博线引流板过热熔化
引流板过热：接触面损伤不严重的，打磨接触面，涂抹导电脂的方式消缺；接触面损伤严重的，采取重新压制引流板的方式进行消缺。提报技改计划，对振动严重区段的耐张塔增加防震锤数量，避免冬季振动照成引流板松动过热。
新建线路耐张线夹引流板采用Y型双光面液压耐张线夹，增加引流板接触面面积，减小接触电阻 [3]。
4.3 220kV友牙线导地线断股和防震锤损坏
运行消缺，根据DL/T 741-2010《架空输电线路运行规程》要求采用预绞式接续条和预绞式护线条进行修补[4]，将设计的1只FD-5型防震锤更换为2只FRYJ-2/4型预绞式防震锤。
提出技改计划，对运行的输电线路防振措施不满足要求的部分进行改造，根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）》对呼伦贝尔地区的跨越档参照大跨越的运行管理方式进行管理。加强对大跨越段线路运行管理，按期进行导地线测振，发现动，弯应变值超标应及时分析、处理[5]。对运维的输电线路进行排查，发现振动严重引起金具松动导线断股、防震锤变形的杆塔及时进行防振改造。
设计审查时，要求设计单位考虑呼伦贝尔是覆冰区，导线防震措施要求使用预绞式防震锤，跨越档增加防震锤数量。
4.4 220kV友伦II回鸟害故障
鸟害故障不能完全避免，但可以通过治理来大幅降低鸟害故障发生率。要求运维发现220kV友伦II回等线路鸟巢，立即拆除并安装防鸟针，能够减少输电线路附近鸟类数量，降低鸟害跳闸率。220kV线路的绝缘配置为14片，绝缘子串结构高度小于2190mm的绝缘子串全部加装防鸟罩，引流线上方加装防鸟针。
设计审查时，要求新建220kV线路，根据鸟害区图III级鸟害区的线路，如ZB、ZM型塔，其绝缘配置为16片绝缘子，绝缘子串结构高度不小于2336mm。同时在塔型设计上进行优化，加装防鸟板。耐张塔根据塔型引流线上方设计足够数量的防鸟针，能够杜绝新建线路投产以后发生鸟害故障的产生。
4.5 500kV北巴1线覆冰舞动故障
运行维护时做好易舞区段的精确排查，收集次档距振动严重的档距信息。线路防冰改造时，根据《输电线路防冰害工作手册》防舞配置原则：同塔双回常规线路宜采用相间间隔棒、线夹回转式间隔棒或相应组合防舞装置，也可采用双摆防舞器、失谐摆及偏心重锤等，不同回路可采用不同的防舞装置[6]。
5 结论
对呼伦贝尔地区的输电线路进行针对性的改造，加装防震锤、使用预绞式金具、加强重点鸟害区线路绝缘配置和500kV差异化防舞改造后，2016年再次对上述线路的振动情况进行巡视，调查结果显示，防导线振动断股、金具松动、R销退出发生率降低。同时改造后，输电线路冬季共振现象消失，且杜绝了导线断股和金具每年大量损坏螺母脱落的现象。220kV友伦II回加装防鸟罩、加强部分绝缘子串绝缘后，连续两年没有发生鸟害故障。
采用以上改造方法在加装防震锤、防鸟针和防鸟罩过程中可以采用带电作业，结合停电检修进行，方法简单，成本较低，且提高了设备的安全系数，为设备安全稳定运行提供了保证。目前，500kV线路防舞改造可以降低舞动对线路造成的危害，但舞动治理还需要在经验和理论上有所突破。
参考文献
[1] 刘振亚. 国家电网公司输变电工程通用设计220kV输电线路分册[M]. 北京: 中国电力出版社, 2011.
[2] 刘振亚. 特高压交直流电网[M]. 北京: 中国电力出版社, 2013.
[3] 应伟国. 架空线路状态运行检修技术问答[M]. 北京: 中国电力出版社, 2010.
[4] 国家能源局. 架空输电线路运行规程[M]. 北京: 中国电力出版社, 2010.
[5] 国家电网公司运维检修部. 国家电网公司十八项电网重大反事故措施[M]. 北京: 中国电力出版社, 2012.
[6] 国家电网公司运维检修部. 输电线路防冰害工作手册[M]. 北京: 中国电力出版社, 2015.
作者介绍：
王宝成(1978-), 男, 本科, 助理工程师, 现从事输电线路管理工作。
姚明禹(1988-), 男, 本科, 助理工程师, 现从事输电线路检修管理工作。
张悉正(1971-), 男, 本科, 助理工程师, 现从事输电线路安全质量管理工作。
崔士刚(1983-), 男, 本科, 助理工程师, 从事电力科技管理工作。
论文作者:王宝成,姚明禹,张悉正,崔士刚
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/11
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