吉林電網(wǎng)“三跨”耐張線夾X射線檢測(cè)及缺陷分析

矯立新，王志鋼，孫友群，金 鵬，郭建凱，李 睿，張軼夫，張益霖

（1.國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長(zhǎng)春 130021；2.國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司，長(zhǎng)春 130028；3.國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)春供電公司，長(zhǎng)春 130021；4.國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司檢修公司，長(zhǎng)春 130041）

目前，架空輸電線路廣泛使用壓縮型耐張線夾，將導(dǎo)地線固定在耐張桿塔的絕緣子串端部［1］。耐張線夾運(yùn)行過程中不僅要承載電流負(fù)荷，而且要承受水平和垂直方向的導(dǎo)地線張力，其本體質(zhì)量和壓接可靠性對(duì)架空輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。特別是，耐張線夾壓接屬于隱蔽工程，驗(yàn)收環(huán)節(jié)無(wú)法憑借外觀檢測(cè)檢出內(nèi)部多壓、漏壓、欠壓、毛刺、變形等缺陷［2］。耐張線夾內(nèi)部存在缺陷可能造成局部發(fā)熱、金具或?qū)У鼐€斷裂等故障，威脅架空輸電線路本體安全［3］。

隨著X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)在耐張線夾檢測(cè)中逐步推廣［4-5］。本文針對(duì)吉林電網(wǎng)“三跨”輸電線路耐張線夾X射線檢測(cè)及缺陷情況進(jìn)行分析，探索缺陷類型及規(guī)律，為架空輸電線路耐張線夾檢測(cè)及故障原因分析提供參考依據(jù)。

1 耐張線夾X射線檢測(cè)原理

1.1 耐張線夾結(jié)構(gòu)、檢測(cè)位置及缺陷類型

耐張線夾由鋁管和鋼錨組成，鋼錨用來接續(xù)和錨固鋼芯鋁絞線的鋼芯、然后套上鋁管本體，以壓力使金屬產(chǎn)生塑性形變，從而使線夾與導(dǎo)線結(jié)合為一個(gè)整體，采用液壓時(shí)，應(yīng)用相應(yīng)規(guī)格的鋼模以液壓機(jī)進(jìn)行壓縮［6］。采用爆壓時(shí)，可采用一次爆壓或二次爆壓的方式，將線夾和導(dǎo)線壓成一個(gè)整體。典型結(jié)構(gòu)形式示意圖見圖1，其壓接部位分別為圖中a（鋼錨與外部鋁管壓接區(qū)域）、b（芯線與錨管壓接區(qū)域）、c（外部鋁管與絞線壓接區(qū)域）3個(gè)區(qū)域，重點(diǎn)檢測(cè)部位分別為圖中A、B、C3處。

圖1 耐張線夾的結(jié)構(gòu)形式及壓接位置示意圖

耐張線夾壓接缺陷類型主要分為：多壓，漏壓，欠壓和工藝性壓接缺陷。多壓缺陷多發(fā)生在壓接區(qū)域a、b和c交接處，鋁管壓接區(qū)發(fā)生形變，形變區(qū)域到達(dá)非壓區(qū)。漏壓多發(fā)生在壓接區(qū)域a處和c處，鋼錨凹槽和鋁絞線對(duì)應(yīng)位置鋁管未變形。欠壓多發(fā)生在壓接區(qū)域a處，鋼錨凹槽壓接后仍留有間隙，且對(duì)邊距超標(biāo)。工藝性壓接缺陷主要包括鋼錨管存在毛刺、金具損傷、鋁管積水等。耐張線夾不同類型壓接缺陷示意圖見圖2。

1.2 X射線檢測(cè)原理

X射線檢測(cè)系統(tǒng)由X射線發(fā)生器和數(shù)字成像板兩部分組成。檢測(cè)時(shí)，X射線發(fā)生器、耐張線夾和數(shù)字成像板按圖3布置，并使X射線束中心垂直指向透照區(qū)中心。

利用無(wú)線遙控控制X射線發(fā)生器觸發(fā)產(chǎn)生高速電子并撞擊金屬靶面，從而產(chǎn)生X射線。X射線數(shù)字成像板接收透照穿過耐張線夾的射線，形成X數(shù)字光片，經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換接口實(shí)時(shí)傳送至筆記本電腦，完成X光片的畫面顯示［7］。

2 “三跨”耐張線夾X射線檢測(cè)工作

2.1 X射線檢測(cè)結(jié)果分析

圖2 耐張線夾典型壓接缺陷示意圖

圖3 X射線透照布置示意圖

截至2018年底，吉林省完成 “三跨”區(qū)段耐張線夾X射線檢測(cè)共332處，其中：跨越高鐵138處，1 344個(gè)耐張線夾；跨越高速194處，1 699個(gè)耐張線夾。X射線檢測(cè)共發(fā)現(xiàn)576個(gè)缺陷，其中：跨越高鐵391個(gè)，缺陷率為29.09%；跨越高速185個(gè)，缺陷率為10.89%。

缺陷類型餅狀分布見圖4，其中漏壓缺陷數(shù)量最多為303個(gè)，占比52%，是所有缺陷類型中的主要缺陷類型；欠壓缺陷數(shù)量最少為34個(gè)，占比6%；多壓和工藝性壓接缺陷數(shù)量分別為142個(gè)和97個(gè)，占比25%和17%。

圖4 缺陷類型餅狀分布圖

按照電壓等級(jí)統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。共檢測(cè)耐張線夾3 043個(gè)，發(fā)現(xiàn)缺陷576個(gè)，缺陷率為18.93%，其中500kV耐張線夾缺陷數(shù)量最多，為235個(gè)，占比40.8%，且500kV耐張線夾的缺陷率最高，達(dá)到44.17%。對(duì)500kV的235個(gè)缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中漏壓缺陷130個(gè)，占比55.32%，是主要缺陷類型。

表1 按電壓等級(jí)統(tǒng)計(jì)檢測(cè)結(jié)果

2.2 缺陷形成原因分析

結(jié)合耐張線夾壓接工藝和現(xiàn)場(chǎng)施工流程分析：多壓缺陷主要是壓接鋼錨凹槽處的鋁管時(shí)，因壓接位置尺寸控制存在偏差，導(dǎo)致多壓半模，不壓區(qū)整體向絞線端平移半模，且絞線端部的鋁管部分未壓。漏壓缺陷主要是采用倒壓方式壓接時(shí)，在鋼錨拉環(huán)處未設(shè)置足夠預(yù)留長(zhǎng)度，導(dǎo)致不壓區(qū)整體向鋼錨拉環(huán)方向平移，鋁管壓接錯(cuò)位，部分或全部鋼錨凹槽未壓。欠壓缺陷主要是壓接鋼錨凹槽處的鋁管時(shí)，因液壓機(jī)出力不足，導(dǎo)致鋁管出現(xiàn)不同程度欠壓。工藝性壓接缺陷主要是在施工過程中工藝管控不良，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)不同程度缺陷，后期無(wú)法進(jìn)行修復(fù)。

3 結(jié)論

a.截至2018年底，吉林省完成“三跨”區(qū)段耐張線夾X射線檢測(cè)共332處，共發(fā)現(xiàn)576個(gè)缺陷，其中：跨越高鐵391個(gè)，跨越高速185個(gè)。

b.漏壓缺陷數(shù)量最多為303個(gè)，占比52%，是所有缺陷類型中的主要缺陷類型；欠壓缺陷數(shù)量最少為34個(gè)，占比6%；500kV耐張線夾缺陷數(shù)量最多為235個(gè)，占比40.8%，且500kV耐張線夾的缺陷率最高，達(dá)到44.17%。

c.當(dāng)耐張線夾存在漏壓、欠壓等質(zhì)量缺陷時(shí)，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求采取開斷重壓、補(bǔ)壓及預(yù)絞絲加強(qiáng)等方式進(jìn)行處理［6］。

d.對(duì)于重要交跨、大高差、大檔距、重覆冰及舞動(dòng)區(qū)域等承載力要求較高的線路區(qū)段，特別是“三跨”區(qū)段，宜每隔4年或根據(jù)運(yùn)行工況變化進(jìn)行復(fù)檢，在后期架空輸電線路建設(shè)過程中，特別是500kV耐張線夾壓接，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)壓接工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行［6］，避免壓接缺陷的出現(xiàn)，保證輸電線路耐張線夾的壓接質(zhì)量。

e.其他新建區(qū)段可參照“三跨”區(qū)段進(jìn)行耐張線夾X射線檢測(cè)。