750kV輸電線路換位塔引流聯板裂紋成因及整改措施

閆士濤，劉存孝，秦博，石巖龍，劉勇

（陜西西安輸變電運行公司，陜西西安710075）

750kV輸電線路換位塔引流聯板裂紋成因及整改措施

閆士濤，劉存孝，秦博，石巖龍，劉勇

（陜西西安輸變電運行公司，陜西西安710075）

隨著新疆聯網工程的順利投運，西北地區750kV骨干網架基本建成。其中在建的和已建設完工的750kV輸電線路大量采用了同塔雙回的設計，并全部采用了“上跳下，中跳上，下跳中”的單塔全換位模式[1-3]，取得了良好的效果，但由于西北地區晝夜溫差大、風沙大的特點，給長期暴露在惡劣環境中的輸電線路帶來了一定的影響。

全國第一條投運的同塔雙回750kV輸電線路涼乾線在投運后的第一次預試性定檢中就發現部分換位桿塔的跳線耐張壓接管聯板部分出現裂紋，并有進一步加劇的可能，經現場分析確認基本排除了施工問題遺留，并根據缺陷部位和缺陷分布情況分析，初步分析該種裂紋主要是由于跳線部分的導線自重對耐張壓接管的聯板產生了較大的剪切力。

1 聯板裂紋出現的基本情況

2010年進行了該條750kV同塔雙回線路投運以來的第一次停電檢修和試驗工作，在工作中發現3基換位塔中有2基換位塔出現了“上跳下”位置跳線耐張壓接管聯板出現裂紋，具體情況見表1[1]。

表1 裂紋的位置及數量Tab.1 The location and number of the cracks

產生裂紋的跳線耐張壓接管聯板的位置如圖1所示。裂紋均產生在耐張管鋁板靠近根部的螺孔處，且換位塔引流上的耐張管鋁板均伴有一定受力變形，如圖2、圖3所示。

圖1 出現裂紋的聯板在桿塔的位置Fig.1 The position of the drainage united board cracks of the tower

圖2 聯板裂紋位于第一個螺孔處1Fig.2 The cracks of the drainage united board located the first screw

圖3 聯板裂紋位于第一個螺孔處2Fig.3 Crack of the drainage united board located the first screw

2 聯板裂紋出現成因

聯板材質優劣和是否滿足規范可能是裂紋成因的外部因素；此外，聯板的機械受力則是成因的內在因素。本文從聯板材質和聯板受力2方面分析裂紋出現的原因。

2.1 聯板材質

2.1.1 引流聯板制造標準

按照規程DL/T757-2001《耐張線夾》要求，壓縮型耐張線夾鋁管及引流板選用鋁牌號不得低于1050A。按照廠家分析報告及圖紙說明，該750kV工程耐張線夾引流板材質為標號為1050A的工業純鋁。

按照GB/T3190-2008《變形鋁及鋁合金化學成分》要求，牌號1050A的工業純鋁，其含鋁純度及化學成分（質量分數）百分比要求見表2。

表21050 A工業純鋁其含鋁純度及化學成分Tab.2 The purity and chemical composition of the 1050A industrial aluminum

2.1.2 該工程使用的聯板規格及現場安裝

該750kV線路工程耐張壓接管聯板型號NY-400/50，如圖4所示。

圖4 耐張壓接管及引流聯板示意圖Fig.4 Sketch map of strain resistant pipe and drainage united board

該工程全線上相跳引下相的豎直引流下端，共運行該型耐張管36個[3-7]。現場連接情況見圖5。

2.1.3 出現裂紋的聯板材質化學成分

現場出現裂紋的聯板經西北有色金屬研究院材料分析中心和陜西電科院材料技術研究所分別獨立進行材質分析及力學性能檢測后，初步分析見表3、表4[1]。

根據表3分析數據，46號Ⅱ-1、46號Ⅱ-2、142號Ⅰ3個耐張管鋁含量略低于“GB/T3190-2008《變形鋁及鋁合金化學成分》”要求的鋁含量99.5%要求；根據表4分析數據，46號Ⅱ-2耐張管鋁含量略低于GB/T3190-2008《變形鋁及鋁合金化學成分》要求的鋁含量99.5%要求。

圖5 上相跳引下相的豎直引流下端引流連接示意圖Fig.5 Sketch map of connection of drainage vertical united lower end by striding from upper phase to nether phase

表3 西北有色金屬研究院材料分析數據Tab.3 The analysis data of the northwest institute for nonferrous metal material

表4 陜西電科院材料分析數據Tab.4 The material analysis data of Shaanxi EPRI

由2次鋁板材質的化學成分分析看出，本批次耐張管引流板中確有部分材質略低于標準要求，但綜合來看，聯板材料基本能滿足規程要求，材質對其機械性能的影響不太嚴重，故不應成為本類裂紋出現的主要原因。以下對壓接管聯板進行機械受力分析。

2.2 跳線耐張壓接管聯板受力分析

換位塔上跳下引流豎直部分下端耐張管受力示意圖[4-6]。如圖6所示，換位跳線耐張管鋁板集中受到跳線重力和張力豎直分力的合力引起的彎矩作用，且由于聯板通過兩個螺栓進行連接和固定，導致彎矩產生的剪切力主要集中在鋁板靠近鋁管根部的螺孔位置處[5-6]。

圖6 換位跳線耐張管鋁板受力分析示意圖Fig.6 Sketch map of analysis on strain bear of the aluminous strain resistant pipe

壓接管聯板第一個螺孔處承擔導線自重帶來的持續剪切力作用，且由于該位置處有螺孔的存在，受力面積很小，由此帶來單位面積受力的大量增加。由于該類型耐張壓接管和聯板在普通引流跳線上使用時，主要承擔的是導線對聯板的順向拉力，而在“上跳下”的過程中則主要承擔的是剪切力，且由于板材的抗拉能力要遠大于抗剪切能力，所以出現了受剪切力影響的聯板出現裂紋，而正常承擔拉力的聯板仍良好的結果[7-9]。現場的情況也證明了這一點，如圖7所示，所有的裂紋均出現在承擔導線剪切力的聯板上，且裂紋無一例外的出現在受力最集中的第一個螺孔處。

圖7 裂紋的位置均在第一個螺孔處Fig.7 Cracks are allon the first screw

可見，該類缺陷產生的原因主要是由于跳線部分的導線自重對耐張壓接管的聯板產生了較大的剪切力，并在受力最集中的螺孔處出現裂紋[10-11]。

3 裂紋處理措施

1）首先對換位塔“上跳下”引流部分出現裂紋的耐張壓接管全部進行重新更換，并在日常巡視過程中加強監控。

2）NY-400/50型（普通型）壓接管主要應用在普通跳線的引流連接中，能很好的承受導線對聯板的拉力，但將其不加改進而直接使用在換位塔“上跳下”的引流連接中，聯板承受的力由拉力變為剪切力，就導致了裂紋的出現。

普通型壓接管見圖8。為從根本上消除裂紋缺陷，應對壓接管和聯板的連接方式進行如圖9所示的改進[12-13]，使聯板由承受剪切力變為承受縱向拉力。

圖8 普通型壓接管Fig.8 Normal pressed joint piple

圖9 改進后的壓接管Fig.9 Improved pressed joint piple

3）應在適當的時候將所有同類型的壓接管予以更換，徹底消除隱患。

4 結論

本文針對750kV同塔雙回輸電線路全換位過程中部分耐張壓接管聯板出現裂紋現象，進行了成因分析并提出了整改措施：

1）經化學成分分析，聯板材質基本滿足規程要求，排除了其成為裂紋主因的可能。

2）裂紋的主要成因是跳線部分的導線自重對耐張壓接管聯板產生了較大的剪切力，受力最集中于螺孔處，從而使聯板受力不均勻出現裂紋。

3）為從根本上消除裂紋缺陷，應對壓接管和聯板的連接方式進行本文所述的改進，使聯板由承受剪切力變為承受縱向拉力。

750 kV同塔雙回輸電線路截止目前為止，僅運行1a左右，部分設備由于未足夠考慮到不同類型、不同區域的特殊情況，將普通型的耐張壓接管使用于受力變化較大的“上跳下”部分的引流跳線中，導致了聯板受力的不均勻并出現了裂紋，影響了線路的安全穩定運行，經現場分析和更換處理后，雖然暫時消除了隱患，但未從根本上消除裂紋出現的原因，應及時就問題的出現進行根本性的整改消缺，必要時應對不合理的材料進行優化后全部予以更換。以后在線路的設計過程中也更應充分考慮各個電氣連接部位的實際情況，進行差別化的考慮和設計，避免再次出現類似問題。

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Causes of Cracks on Drainage United Board of Transposition Tower in the 750kV Transmission Line and Corresponding Rectification Measurements

YAN Shi-tao，LIU Cun-xiao,QIN Bo，SHI Yan-long，LIU Yong
（Xi’an Power Transmission Operation Company,Xi’an 710075,Shaanxi Province,China）

The 750kV double-circuit transmission line uses the whole transposition design which means“the top phase changing to the bottom,the middle to the top,and the bottom the middle.In the process of operation and maintenance,when the top phase changed to the bottom phase,it was found that there were some cracks on the drainage united boards due to some overlapping causes,and this would affect negatively the safe operation of the line.This paper explores the cracks on the drainageunited boardsfound during one maintenance service,and identifies the causes of the cracks,and proposes corresponding measures to deal with the faults.It could provide some beneficial reference to the transposition design,construction,operation and maintenance of the 750kV transmission line in the future.

750kV transmission lines;drainage united board cracks;crack forming reason

750kV同塔雙回輸電線路采用“上跳下，中跳上，下跳中”的全換位設計。運行維護過程發現，在上相與下相換位過程中，由于受引流跳線的自重和風擺等各種因素疊加的影響，部分跳線耐張壓接管聯板出現裂紋，影響線路的安全運行。通過對一次檢修中出現的耐張壓接管聯板裂紋問題進行系統分析，得出導致聯板裂紋的原因，并提出相應的整改處理措施。對后續750kV輸電線路的全換位設計、施工、運行、維護具有重要參考作用。

750kV輸電線路;引流聯板裂紋;裂紋成因

1674-3814（2011）12-0067-05

TM726.3

B

book=0,ebook=464

2011-03-13。

閆士濤（1986—），男，本科，助理工程師，從事超高壓輸電線路運行維護。

（編輯 董小兵）