一種新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒

多俊龍，鄭舒文，王大眾，楊巧為

(1. 國網(wǎng)沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110041；2.重慶國際復(fù)合材料股份有限公司，重慶 401220 )

輸電線路防舞動間隔棒由間隔棒主體和兩端連接線夾構(gòu)成，是將不同相導(dǎo)線機械性間隔一定距離，防止導(dǎo)線出現(xiàn)舞動、鞭擊以及距離過近的輸電線路專用附屬設(shè)施，其正常運行如圖1所示。

圖1 防舞動間隔棒正常運行照片

隨著電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行要求越來越高，為防止線路舞動事故發(fā)生，線路安裝了大量防舞動間隔棒設(shè)備。但是，近年來輸電線路防舞動間隔棒缺陷頻發(fā)，存在均壓環(huán)脫落、金具連接點折斷、線夾磨損導(dǎo)線等缺陷，已經(jīng)嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。存在缺陷的防舞動間隔棒不但無法起到防舞作用，甚至損傷導(dǎo)線引發(fā)斷線事故。該類缺陷只能結(jié)合停電檢修處理，因此一旦發(fā)生缺陷，線路通常只能長時間帶傷運行，給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重安全隱患，如圖2所示[1-3]。

圖2 現(xiàn)有防舞動間隔棒缺陷現(xiàn)場照片

1 現(xiàn)有防舞動間隔棒結(jié)構(gòu)特點和不足

沈陽地區(qū)在運間隔棒按線夾型式劃分，共有對扣線夾式、懸垂線夾式、內(nèi)預(yù)絞絲式、合頁線夾式、全保護(hù)預(yù)絞式5類，實際運行中均存在一定問題。

對扣線夾式間隔棒金具可在導(dǎo)線“軸向”進(jìn)行轉(zhuǎn)動，分裂導(dǎo)線間屬于硬連接，導(dǎo)線與線夾接觸位置應(yīng)力較為集中，受振動和舞動后易發(fā)生導(dǎo)線斷股、斷線，此類線夾應(yīng)重點關(guān)注線夾出口處導(dǎo)線磨損情況，其正常運行及缺陷如圖3所示。

圖3 對扣線夾式間隔棒及缺陷

懸垂線夾式間隔棒主要存在2方面問題：一是安裝在防舞動間隔棒上的均壓環(huán)易隨風(fēng)搖晃、摩擦、振動脫落卡在懸垂線夾上，在風(fēng)力的作用下導(dǎo)線振動導(dǎo)致與均壓環(huán)接觸處的導(dǎo)線出現(xiàn)斷股；二是間隔棒和線夾均為硬質(zhì)連接，子導(dǎo)線間不能產(chǎn)生相對位移。導(dǎo)線在長期微風(fēng)振動情況下子導(dǎo)線承受硬性的拉力較大，相間間隔棒線夾與導(dǎo)線連接點形成應(yīng)力集中區(qū)，導(dǎo)線持續(xù)受到動彎應(yīng)力作用，逐步發(fā)展為疲勞斷股，此類線夾應(yīng)重點關(guān)注均壓環(huán)脫落缺陷及線夾螺栓松動缺陷，其正常運行及缺陷如圖4所示。

圖4 懸垂線夾式間隔棒及缺陷

內(nèi)絞絲線夾式間隔棒預(yù)絞絲在橡膠墊內(nèi)，由于握著力不足，在導(dǎo)線微風(fēng)振動時會出現(xiàn)線夾滑移的情況，情況嚴(yán)重者會滑移至預(yù)絞絲外側(cè)造成線夾直接與導(dǎo)線接觸，發(fā)生磨線的情況，此類線夾應(yīng)重點關(guān)注線夾位移缺陷，其正常運行及缺陷如圖5所示[4-5]。

合頁線夾式防舞動相間間隔棒只在部分區(qū)段安裝，安裝量較少，目前已逐步淘汰，其正常運行如圖6所示。

全保護(hù)預(yù)絞絲線夾式防舞動相間間隔棒暫未發(fā)現(xiàn)預(yù)絞絲線夾存在導(dǎo)線斷股的情況，運行效果良好，但此類間隔棒裝拆困難，一旦發(fā)生缺陷處理難度極大，其正常運行如圖7所示。

圖5 內(nèi)絞絲線夾式間隔棒及缺陷

圖6 合頁線夾式防舞動相間間隔棒

圖7 全保護(hù)預(yù)絞絲線夾式防舞動相間間隔棒

國家電網(wǎng)有限公司運檢〔2016〕413號文中第5.2條規(guī)定“應(yīng)避免在跨越鐵路、高速和重要輸電通道的跨越檔內(nèi)安裝間隔棒”，側(cè)面證明在運防舞間隔棒結(jié)構(gòu)上技術(shù)并不成熟。

沈陽地區(qū)在運全部間隔棒主體與線夾之間均為剛性直連，當(dāng)間隔棒阻礙導(dǎo)線相對運動時，全部作用力均由線夾承受，線夾處橡膠墊容易出現(xiàn)老化、破損現(xiàn)象，易發(fā)生絕緣橡膠滑跑、均壓環(huán)脫落等缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致金具磨損導(dǎo)線，引發(fā)斷線事故。因此，如何改變間隔棒線夾與主體之間直連結(jié)構(gòu)，削弱其間相對作用力是新型防舞動間隔棒改進(jìn)方向。

2 新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒結(jié)構(gòu)

本文提出在間隔棒主體和線夾間增加四桿鉸鏈改變現(xiàn)有間隔棒兩者間直連結(jié)構(gòu)，在鉸鏈聯(lián)板間增設(shè)減震彈簧削弱相對作用力的構(gòu)想。所提出的新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒整體包括鉸鏈結(jié)構(gòu)、固定聯(lián)板和彈簧減震結(jié)構(gòu)3部分，如圖8、圖9所示[6-8]。

圖8 新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒線夾

圖9 新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒整體

鉸鏈結(jié)構(gòu)采用曲臂聯(lián)板和直臂聯(lián)板構(gòu)成，其作用是改變線夾上受到的力方向，使其不直接作用在間隔棒主體上。固定聯(lián)板通過雙端鉚釘固定軸連接加固鋼板、傳力擋板和減震彈簧構(gòu)件的軸結(jié)構(gòu)，加固鋼板由鉚釘固定于曲臂聯(lián)板一端，起到連接直臂聯(lián)板、曲臂聯(lián)板和減震彈簧一端的作用。減震彈簧一端固定在加固鋼板上、另外一端固定在傳力擋板上，將曲臂聯(lián)板兩臂上受到的力進(jìn)行衰減，吸收相對運動能量，實現(xiàn)減震效果，其線夾端主要結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒主要結(jié)構(gòu)

3 新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒試運行

新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒整體裝配調(diào)試成功后，依據(jù)《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》、DL/T 596《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》規(guī)程進(jìn)行入網(wǎng)安全性檢測，設(shè)備符合輸電線路附屬設(shè)施入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其整體實物結(jié)構(gòu)如圖11所示。

圖11 新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒實物圖

為驗證新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒效果，根據(jù)季節(jié)性特點和線路運行情況，選取近2年發(fā)生過舞動跳閘事故的220 kV高瓷線127-128號和220 kV?；⒕€32-33號，在跳閘區(qū)段及前后兩檔內(nèi)同時安裝防舞動間隔棒，觀察間隔棒運行情況，如表1、圖12所示。

表1 新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒效果檢查表

圖12 新型彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒現(xiàn)場安裝情況

輸電線路新型彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒線夾與間隔棒主體間使用鉸鏈非直連結(jié)構(gòu)，夾上受到的力傳導(dǎo)至間隔棒主體后大幅度衰減，設(shè)備入網(wǎng)試運行至今，無線夾護(hù)線條位移、均壓環(huán)脫落、金具磨損導(dǎo)線等缺陷發(fā)生。

4 結(jié)語

新型輸電線路彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒于2020年8月3日獲得實用新型專利授權(quán)，專利號：ZL 2020 2 1577735.8。新型彈簧鉸鏈?zhǔn)介g隔棒削弱了線夾與間隔棒主體之間的相互作用力，解決了間隔棒均壓環(huán)脫落、金具連接點折斷以及金具磨損導(dǎo)線等問題，提高了設(shè)備可靠性，減低了缺陷隱患率，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供強有力支撐。