輸電線路鋁包鋼地線耐張線夾處斷線原因分析及對(duì)策

史如新

摘要： 針對(duì)輸電線路鋁包鋼地線耐張線夾處地線斷裂導(dǎo)致地線掉落，組織技術(shù)人員進(jìn)行分析，得出線夾斷裂原因是由于線夾引流板側(cè)鋼錨位置鋁管未按規(guī)程要求進(jìn)行壓接，導(dǎo)致該部位在運(yùn)行過程中受到交變彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用。長(zhǎng)期運(yùn)行后，導(dǎo)致鋁包鋼鋼絲疲勞斷裂，并使剩余鋼絲承載力不足而瞬間斷裂，并給出了預(yù)防措施和運(yùn)行線路上此類缺陷的整改方案。

關(guān)鍵詞： 鋁包鋼地線 斷線原因 分析 對(duì)策

0 引言

輸電線路導(dǎo)地線斷線是輸電線路運(yùn)行中的嚴(yán)重事故，發(fā)生后將導(dǎo)致線路停運(yùn)，同時(shí)極易引起線路倒塔、導(dǎo)地線掉落等嚴(yán)重后果，2012年，本地區(qū)110千伏線路接連發(fā)生了兩起鋁包鋼架空地線耐張線夾壓接處鋁包鋼絞線斷裂導(dǎo)致地線掉落的事故，本文對(duì)此類事故的處理過程和缺陷原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)類似情況，制訂了整改措施和方案。

1 斷裂線夾試驗(yàn)

根據(jù)文獻(xiàn)和相關(guān)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)判斷，造成線夾內(nèi)絞線斷裂的原因可能有以下幾種，分別為：

（1）鋁包鋼絞線本身存在質(zhì)量問題或壓接施工對(duì)絞線造成損傷，使絞線承載力下降，從而導(dǎo)致絞線斷裂；

（2）絞線上通過故障電流，導(dǎo)致絞線發(fā)熱后使得承載力下降，導(dǎo)線斷裂；

（3）絞線實(shí)際運(yùn)行條件與設(shè)計(jì)條件不符，從而導(dǎo)致絞線斷裂；

（4）長(zhǎng)期運(yùn)行，疲勞導(dǎo)致斷裂。

從事故過程看，兩只失效線夾型號(hào)一致，投運(yùn)年限相近，且斷裂位置和形式基本一致。省電科院對(duì)斷裂試樣進(jìn)行了外觀檢查、X射線檢測(cè)、金相組織觀察、微區(qū)顯微硬度檢測(cè)、斷口掃描電鏡觀察等試驗(yàn)，以明確鋁包鋼絞線斷裂具體原因。

1.1 壓接情況外觀檢查及X射線檢測(cè)

兩起事故所用線夾型號(hào)為NY-50BG，型號(hào)與鋁包鋼絞線型號(hào)配合正確。從外觀看，所有耐張線夾出口側(cè)均按工藝要求進(jìn)行了壓接操作，從壓接痕跡上大致能判斷出，從鋼錨出口向線夾出口方向壓接約3次。另外，通過對(duì)線夾外觀檢查、解剖和X射線檢測(cè)，均可發(fā)現(xiàn)流板側(cè)鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進(jìn)行壓接，不符合SDJ 226-87《架空送電線路導(dǎo)線及避雷線液壓施工工藝規(guī)程》的要求。

失效的線夾，導(dǎo)流板側(cè)鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進(jìn)行有效壓接，而未失效線夾鋼錨出口基本超過壓膜邊緣。另外通過外觀觀察可以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行壓接操作后，鋼錨出口處外層鋁包鋼絞線均不同程度存在鋁層受損現(xiàn)象。

1.2 金相組織分析及顯微硬度測(cè)試

對(duì)斷裂失效處鋁包鋼絞線取樣，縱向面鑲嵌、磨制、拋光及腐蝕后進(jìn)行金相顯微組織觀察，并進(jìn)行顯微硬度測(cè)試。斷口處共取試樣2個(gè)，金相組織均為鐵素體+珠光體，縱向纖維狀組織明顯，鐵素體少量且呈縱向纖維狀。

1.3 斷口顯微鏡觀察和掃描電鏡觀察

通過顯微鏡和掃描電鏡對(duì)線斷裂失效斷口一側(cè)進(jìn)行斷口分析。

2 線夾斷裂原因分析

通過前文試驗(yàn)可得看出，鋁包鋼絞線斷口附近微觀組織呈正常的縱向纖維狀組織，說明該部位未經(jīng)受相變點(diǎn)以上高溫作用，因此，由于故障電流使得絞線發(fā)熱導(dǎo)致絞線承載力下降而斷裂的可能性極小。

另外一方面，通過斷口附近鋁包鋼絞線、遠(yuǎn)離斷口位置絞線以及其它線路上力學(xué)性能正常鋁包鋼絞線顯微硬度的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，三者硬度值基本相同。而硬度值某種程度上反映了強(qiáng)度值，因此，認(rèn)為該鋁包鋼絞線抗拉強(qiáng)度滿足要求。

從斷口分析上看，1#、2#、7#鋁包鋼絞線呈現(xiàn)明顯疲勞斷口特征，尤以1#、2#鋼絲明顯，能夠看到疲勞斷裂的貝紋線。而利用宏觀檢查和X射線探傷對(duì)壓接情況檢查可以發(fā)現(xiàn)，線夾在流板側(cè)鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進(jìn)行壓接，導(dǎo)致該絞線在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中在鋼錨出口位置產(chǎn)生疲勞載荷。

綜上所述，鋁包鋼絞線顯微組織正常，通過顯微硬度側(cè)面上反映了其力學(xué)性能滿足要求，但由于壓接時(shí)，線夾在流板側(cè)鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進(jìn)行壓接，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中的產(chǎn)生的疲勞載荷作用下，使得1#、2#、7#鋁包鋼鋼絲疲勞斷裂，繼而由于剩余鋼絲承載力不能滿足使用要求而被拉斷失效。

3 線夾斷裂結(jié)論和建議

3.1由于故障電流使得絞線發(fā)熱導(dǎo)致絞線承載力下降而斷裂的可能性極??；

3.2鋁包鋼絞線顯微組織正常，通過顯微硬度側(cè)面上反映了其力學(xué)性能滿足要求；

3.3由于線夾流板側(cè)鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進(jìn)行壓接，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中的產(chǎn)生的疲勞載荷作用下，部分鋁包鋼鋼絲產(chǎn)生疲勞斷裂，導(dǎo)致絞線承載力不足使得整根絞線被拉斷從而失效；

3.4部分未進(jìn)行壓接的線夾可能由于壓接時(shí)超過了鋼錨出口或疲勞周期未達(dá)到疲勞斷裂失效時(shí)間等原因而未失效，尤其對(duì)于后者，難以預(yù)測(cè)和采取有效技術(shù)手段進(jìn)行檢測(cè)，因此，建議對(duì)該線路上所有該類型線夾進(jìn)行檢查，對(duì)引流板側(cè)鋼錨位置鋁管未進(jìn)行壓接的線夾進(jìn)行更換；

4 對(duì)策

4.1 線路運(yùn)行單位在日常巡視和登桿檢查過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)線路金具的檢查和紅外測(cè)溫，重點(diǎn)檢查導(dǎo)地線耐張線夾的壓接工藝是否滿足《架空送電線路導(dǎo)線及避雷線液壓施工工藝規(guī)程》的要求，發(fā)現(xiàn)缺陷和隱患要立即安排整改。

4.2 加強(qiáng)在基建、改造和檢修工程中推行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，尤其是關(guān)鍵工序、特殊工序和隱蔽工程，施工人員必須按照施工工藝規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行操作。

4.3 加強(qiáng)工程的驗(yàn)收管理工作，明確施工管理人員、監(jiān)理人員、運(yùn)行單位驗(yàn)收人員必須對(duì)關(guān)鍵工序到點(diǎn)到位檢查驗(yàn)收的職責(zé)。

4.4線路運(yùn)行單位應(yīng)組織全面排查輸電線路鋁包鋼地線耐張線夾，對(duì)排查出的壓接不規(guī)范線夾應(yīng)進(jìn)一步登桿確認(rèn)，確定是否存在斷裂隱患。

4.5根據(jù)線路實(shí)際情況進(jìn)行整改消缺。

①對(duì)于交跨高鐵、高速等重要交跨線路缺陷，立即安排消缺整改，采用更換預(yù)絞絲金具的方法進(jìn)行消缺，不能立即安排也應(yīng)采取臨時(shí)保險(xiǎn)措施確保不發(fā)生斷線事故，在②對(duì)于投運(yùn)年限較長(zhǎng)的線路缺陷，盡快帶電或結(jié)合停電采取更換預(yù)絞絲金具或開斷重新制作耐張線夾的方式進(jìn)行消缺。

③對(duì)于其他線路缺陷結(jié)合停電采取開斷重新制作耐張線夾的方式逐步進(jìn)行消缺，在兩年內(nèi)完成全部消缺工作。