基于輸電線路設(shè)備問(wèn)題的分析與研究

王遜峰，林韜，張義蓮，魏毅，殷展

（國(guó)網(wǎng)上海市電力公司嘉定供電公司，上海 201800）

電力系統(tǒng)中輸電線路所處地形復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣，輸電桿塔、導(dǎo)線、金具和絕緣子長(zhǎng)期暴露在野外自然環(huán)境下，受到持續(xù)的機(jī)械張力、雷擊、污穢、鳥(niǎo)害、強(qiáng)風(fēng)、洪水、滑坡等侵害，以及人為的外力破壞，造成倒塔、斷股、磨損、腐蝕、受力等損壞，樹(shù)木生長(zhǎng)引起輸電線放電，桿塔發(fā)生被偷竊等意外事件，都可能會(huì)發(fā)展成為各種設(shè)備故障[1-3]。例如圖1為35 kV黃蘇3530線爬梯腳釘單面焊接質(zhì)量問(wèn)題實(shí)景圖。檢修人員在35 kV黃蘇3530線驗(yàn)收過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)37-45號(hào)段鋼管塔爬梯上的腳釘存在焊接質(zhì)量問(wèn)題[4-5]。各腳釘均勻布置在鋼管左右2側(cè)，其連接處外側(cè)采用焊接加鍍鋅固定方式，內(nèi)側(cè)未焊接且無(wú)其它防護(hù)措施，存在安全隱患。圖2為750 kV鳳烏線絕緣子均壓環(huán)斷裂圖。圖3為長(zhǎng)期受大風(fēng)作用時(shí)，U-7型U型環(huán)磨損嚴(yán)重[6-9]。

輸電線路設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題主要在6個(gè)階段：設(shè)備制造階段，設(shè)備驗(yàn)收階段，運(yùn)輸存儲(chǔ)階段，安裝調(diào)試階段，竣工驗(yàn)收階段及運(yùn)維檢修階段[10]。

本文對(duì)某電力公司負(fù)責(zé)的輸電線路設(shè)備中主要的設(shè)備輸電桿塔、導(dǎo)線、金具和絕緣子在一年時(shí)間出現(xiàn)的問(wèn)題按照不同的問(wèn)題來(lái)源進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，提出了輸電線路設(shè)備管理的應(yīng)對(duì)措施和建議，確保輸電線路的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、可靠的輸電目標(biāo)。

圖1 鋼管塔腳釘未焊接Fig.1 The steel pipe studs are not welded

圖2 絕緣子均壓環(huán)斷裂Fig.2 Insulator pressure ring is cracked

圖3 U-7型掛環(huán)磨損Fig.3 U-7 hanging ring is worn

1 輸電線路設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題總體情況

1.1 按設(shè)備類(lèi)型分析

各電力公司累計(jì)發(fā)現(xiàn)輸電類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題設(shè)備中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題1164項(xiàng)，具體見(jiàn)圖4。其中輸電桿塔為282項(xiàng)；導(dǎo)線為265項(xiàng)；金具為249項(xiàng)；絕緣子為368項(xiàng)。由圖可知，在4種輸電設(shè)備中，絕緣子出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題最多，這是因?yàn)檩旊娋€路中使用的絕緣子較多，且抵抗外力以及環(huán)境的能力相對(duì)較弱。

圖4 各類(lèi)型設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題數(shù)量分布Fig.4 Quantity distribution of various types of equipment quality problems

1.2 按電壓等級(jí)分析

按照設(shè)備電壓等級(jí)劃分見(jiàn)圖5所示，10 kV設(shè)備176項(xiàng)，35 kV設(shè)備227項(xiàng)，110 kV設(shè)備336項(xiàng)，220 kV設(shè)備298項(xiàng)，500 kV設(shè)備75項(xiàng)，750 kV設(shè)備52項(xiàng)。由圖5可知，110 kV和220 kV對(duì)應(yīng)的輸電設(shè)備問(wèn)題數(shù)量最多，其次是35 kV，750 kV對(duì)應(yīng)的輸電設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題最少，這是因?yàn)?10 kV和220 kV線路較多，因此出現(xiàn)的問(wèn)題也相對(duì)較多。

圖5 各電壓等級(jí)間設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題數(shù)量分布Fig.5 Number of equipment quality problems between the voltage levels

1.3 按問(wèn)題來(lái)源分析

輸電設(shè)備線路質(zhì)量問(wèn)題來(lái)源分布見(jiàn)圖6。由圖6可知，設(shè)備驗(yàn)收階段設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題最多，達(dá)302項(xiàng)；運(yùn)維檢修階段次之，為298項(xiàng)；設(shè)備制造階段達(dá)216項(xiàng)；竣工驗(yàn)收階段為141項(xiàng)；安裝調(diào)試階段為123項(xiàng)；運(yùn)輸存儲(chǔ)階段為84項(xiàng)。驗(yàn)收階段問(wèn)題最多說(shuō)明設(shè)備廠家在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候未能?chē)?yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖6 輸電線路設(shè)備問(wèn)題數(shù)量按問(wèn)題來(lái)源分布Fig.6 Number of transmission line equipment problems distributed by problem source

2 輸電線路設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題分析

2.1 輸電桿塔

輸電桿塔問(wèn)題共282項(xiàng)。具體分布比例見(jiàn)圖7。其中：1）桿塔裂紋96項(xiàng)，問(wèn)題主要發(fā)生在驗(yàn)收階段；2）焊縫不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求65項(xiàng)，主要發(fā)生在設(shè)備制造階段；3）輸電桿塔防護(hù)設(shè)施不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求57項(xiàng)，主要發(fā)生在運(yùn)維檢修階段；4）角鋼抗拉強(qiáng)度不滿(mǎn)足要求34項(xiàng)，主要發(fā)生在設(shè)備驗(yàn)收階段；5）其余問(wèn)題30項(xiàng)。

圖7 輸電桿塔問(wèn)題類(lèi)型按比例分布Fig.7 Types of transmission tower problems proportionally distributed

2.2 導(dǎo)線

導(dǎo)線問(wèn)題共265項(xiàng)。具體分布比例見(jiàn)圖9。其中：1）機(jī)械性能不符合標(biāo)準(zhǔn)要求88項(xiàng)，主要發(fā)生在設(shè)備驗(yàn)收階段，例如某供電公司2011城市分散快充改建工程1盤(pán)架空絕緣導(dǎo)線在絕緣熱延伸試驗(yàn)中斷裂、冷卻后永久伸長(zhǎng)率為50%，不符合《國(guó)網(wǎng)電力公司招標(biāo)采購(gòu)技術(shù)規(guī)范》，絕緣熱延伸伸長(zhǎng)率（負(fù)載 15 min、200℃）≤175%；冷卻后永久伸長(zhǎng)率 ≤15%）。2）導(dǎo)體直流電阻不合格共53項(xiàng)，占總問(wèn)題的20%，主要發(fā)生在設(shè)備驗(yàn)收和制造階段；3）導(dǎo)線斷股47項(xiàng)主要發(fā)生在運(yùn)維檢修階段；4）導(dǎo)線腐蝕嚴(yán)重41項(xiàng)，主要安裝調(diào)試階段，例如某35 kV線路新建工程所使用的GJ-100鋼絞線腐蝕嚴(yán)重。具體分布比例見(jiàn)圖8。

圖8 導(dǎo)線問(wèn)題類(lèi)型按比例分布Fig.8 Types of conductor problems proportionally distributed

2.3 金具

金具問(wèn)題共249項(xiàng)。其中：1）金具進(jìn)行機(jī)械性能常規(guī)檢測(cè)試驗(yàn)不合格共111項(xiàng)，主要發(fā)生在設(shè)備驗(yàn)收和設(shè)備制造階段，其中包括產(chǎn)品外包裝不符合要求、鍍鋅層厚度不合格、螺栓螺母尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)要求、金具材質(zhì)不符合要求和線夾扭握力不合格等；2）金具直流電阻試驗(yàn)不合格59項(xiàng)，主要發(fā)生在設(shè)備制造階段；3）金具自身質(zhì)量不合格37項(xiàng)，主要包括螺栓質(zhì)量差從而緊固困難、物質(zhì)數(shù)量不夠、線夾型號(hào)偏大、線夾斷裂或龜裂和單針桿頂抱箍不符合要求等，主要發(fā)生在設(shè)備制造階段；4）絕緣子螺栓松動(dòng)20項(xiàng)，主要出現(xiàn)在運(yùn)維檢修階段；5）其余22項(xiàng)，其中主要包括橫擔(dān)楊華生銹、避雷器搭頭脫落、絕緣子鋼腳發(fā)熱、防振錘滑移、間隔棒磨損和屏蔽環(huán)支腿有裂紋等。

圖9 金具問(wèn)題類(lèi)型按比例分布Fig.9 Types of fitting problems proportionally distributed

2.4 絕緣子

絕緣子問(wèn)題共268項(xiàng)。問(wèn)題來(lái)源具體分布比例見(jiàn)圖10。其中：1）絕緣子機(jī)械性能不合格132項(xiàng)，主要發(fā)生在設(shè)備驗(yàn)收階段；2）絕緣電阻小于標(biāo)準(zhǔn)要求值79項(xiàng)，主要發(fā)生在安裝調(diào)試階段；3）絕緣子自爆68項(xiàng)，主要發(fā)生在運(yùn)維檢修階段；4）傘裙表面有劃痕33項(xiàng)，主要發(fā)生在設(shè)備制造階段；5）絕緣子有滲透26項(xiàng)，主要發(fā)生在設(shè)備驗(yàn)收階段；例如某公司生產(chǎn)的CYG型復(fù)合棒式絕緣子，于2016年11月完成安裝投運(yùn)，2016年12月發(fā)現(xiàn)復(fù)合棒式絕緣子炸裂，現(xiàn)予以更換。解體檢查發(fā)現(xiàn)絕緣子內(nèi)部受潮，絕緣子的絕緣芯棒與硅棒膠傘之間結(jié)合不嚴(yán)，內(nèi)部潮濕。最終診斷確認(rèn)該復(fù)合棒式絕緣子絕緣芯棒與硅棒膠傘間隙存在氣隙，在環(huán)境溫度冷熱驟變下，空腔空氣膨脹或收縮形成呼吸作用，使原來(lái)存在的微小漏孔擴(kuò)大，潮氣逐步侵入，泄漏電流增大，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)沿絕緣芯棒表面和硅棒膠傘內(nèi)壁表面放電，導(dǎo)致絕緣子被擊穿，屬設(shè)備制造工藝質(zhì)量問(wèn)題。6）其他30個(gè)。

圖10 絕緣子問(wèn)題類(lèi)型按比例分布Fig.10 Types of insulator problems proportionally distributed

3 建議措施

3.1 加強(qiáng)設(shè)備驗(yàn)收階段性能檢測(cè)

從對(duì)輸電桿塔、導(dǎo)線、金具和絕緣子在設(shè)備所處的各個(gè)階段進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在設(shè)備驗(yàn)收階段出現(xiàn)的問(wèn)題最多，而且大多都是重點(diǎn)性能參數(shù)不達(dá)標(biāo)，因此需要加強(qiáng)設(shè)備在驗(yàn)收階段的性能檢測(cè)，尤其是一些關(guān)鍵的性能參數(shù)要重點(diǎn)關(guān)注，并分析參數(shù)不達(dá)標(biāo)的原因，分析清楚是廠家制造工藝的問(wèn)題還是沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于因?yàn)橹圃旃に嚩鴮?dǎo)致的產(chǎn)品性能不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)堅(jiān)決放棄該廠家的產(chǎn)品[4-6]。

3.2 加強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)備家族缺陷管理

從文中分析看，輸電線路設(shè)備有部分問(wèn)題集中在某幾家單位，屬于家族性缺陷，因此堅(jiān)持將設(shè)備家族缺陷管理做為技術(shù)監(jiān)督的重要手段，定期收集各類(lèi)設(shè)備疑似家族缺陷信息，依托各級(jí)技術(shù)監(jiān)督專(zhuān)家加強(qiáng)分析認(rèn)定工作，按年度滾動(dòng)修訂公司家族缺陷清單，并全過(guò)程督導(dǎo)各單位加強(qiáng)設(shè)備家族缺陷整改。

3.3 加強(qiáng)采購(gòu)階段規(guī)范設(shè)備招標(biāo)管控

許多設(shè)備是帶著問(wèn)題入網(wǎng)，為了杜絕此類(lèi)問(wèn)題，需要完善招標(biāo)審核和監(jiān)督流程。強(qiáng)化供應(yīng)商資質(zhì)能力核實(shí)和績(jī)效評(píng)價(jià)，落實(shí)對(duì)供應(yīng)商不良行為處理，堅(jiān)持對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題“零容忍”。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)某電力公司負(fù)責(zé)的輸電線路設(shè)備中主要的設(shè)備輸電桿塔、導(dǎo)線、金具和絕緣子在一年時(shí)間出現(xiàn)的問(wèn)題按照不同的問(wèn)題來(lái)源進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，提出了加強(qiáng)設(shè)備驗(yàn)收階段性能檢測(cè)、加強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)備家族缺陷管理以及加強(qiáng)采購(gòu)階段規(guī)范設(shè)備招標(biāo)管控三條輸電線路設(shè)備良好運(yùn)營(yíng)的管理應(yīng)對(duì)措施和建議作為參考，確保輸電線路設(shè)備的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、可靠的輸電目標(biāo)。

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