架空地線連接金具熔斷掉落事故的預防

應函霖，黃旭駿，方 琪

（金華電業局，浙江 金華 321000）

輸電線路的架空地線處在帶電導線的交變電磁場內，感應電壓與帶電體間的距離成反比，當架空地線與帶電體的間距一定時，地線上的感應電壓與帶電導線的平行長度和輸送電流成正比。直接接地的架空地線錨固及懸掛點上既承受地線機械荷載，又引導感應電流入地。

鐵路牽引站外終端塔的構架檔架空地線松弛架設，當架空地線與桿塔、構架掛點處的張力小而致使接觸電阻增大，常年通過大小不等的接地感應電流時，會發生耐張懸掛連接金具發熱熔斷掉線事故，應落實防范措施。

1 輸電線路事故狀況

220 kV橋鐵2Q82線和仙鐵2Q27線是電氣化鐵路牽引站專用同塔并架雙回輸電線路，投運于2006年9月7日，導線型號為JL/LB20A-240/30，地線型號JL/LB20A-70/40，全長6.985 km，架空地線直接接地架設，33號終端塔至鐵路牽引站構架側架空地線松弛架設，進構架檔為20 m檔距，架空地線設計最大張力為4 kN。

電氣化鐵路牽引站采用V-V型接線方式的變壓器，屬特殊的兩相供電，當鐵路供電轄區內有列車通過的瞬間，輸電線路負荷電流從幾個安倍劇增至近百個安倍，列車通過后，輸送線路的負荷電流即刻降回至數個安倍。

2012年10月28日，橋鐵2Q28線跳閘，V相故障，線路保護無重合裝置，第一套保護零序Ⅰ段、距離Ⅰ段保護動作，第二套保護距離Ⅰ段保護動作。故障后巡查發現，橋鐵2Q28線33號終端塔牽引站構架檔左側架空地線耐張連接的U型環被感應電流燒損斷裂，架空地線掉落在牽引站V相導線上，牽引站內構架復合絕緣子的均壓環電弧燒傷受損。

2 事故原因分析

故障線路的架空地線與桿塔直接接地，由于地線處在帶電導線的交變電磁場內，接地感應電流通過連接金具入地。

輸電線路常規架設的架空地線與桿塔錨固或懸掛的金具即要承擔機械拉力，又要通過感應電流。本次故障線路的終端塔進牽引站構架間的架空地線為松弛架設，地線的設計最大張力為4 kN，鐵路電氣化牽引站內的構架采用獨立豎立的鋼架，結構單薄，施工架設的架空地線張力遠小于設計張力值。

線路終端塔地線懸掛點高約33 m，牽引站構架獨立支柱地線掛點高約20 m，構架檔距為20 m。構架檔的架空地線張力為地線的自重（見圖1）。在事故停電更換中，塔上作業人員能用單手輕松地將構架檔地線拉起，估計地線張力約在300～600 N，遠未達到設計要求的構架檔地線張力。設計認為架空地線與桿塔（構架）直接接地，因此導體地線LGJ-70/40鋼芯鋁絞線的耐張線夾引流板與桿塔沒有直接相連，見圖1中箭頭指向。極松弛架設的地線掛點金具與塔身接觸電阻大，通過接地感應電流后放電發熱嚴重，圖2是U型環通過感應電流后燒損痕跡。

電氣化鐵路牽引站采取特殊的2相供電方式，輸電線路輸送的負荷時大時小，管轄區段每天上、下行的客車、貨車近400趟，高峰時段每小時達20多趟。當列車通過管轄區段時，負荷電流瞬間劇增至上百安倍，致使架空地線上的感應電流劇增，因線路架空地線是鐵金具直接接地，松弛懸掛即接觸電阻大的耐張錨固懸掛點金具連接處的接地感應電流也忽大忽小，在長達6年時間內重復產生接地放電電弧，最后導致連接金具的U型環燒損而掉線（見圖3）。

圖1 架空地線懸掛張力僅是其自重

圖2 U型環感應電流電弧燒損痕跡

3 結論

（1）直接與桿塔接地的架空地線處在帶電導線的電磁場中，會產生感應電壓，由于架空地線掛點與桿塔直接連接，地線與桿塔的錨固或懸掛的連接金具上會通過感應接地電流。

（2）電氣化鐵路牽引站的輸電線路上的負荷電流隨通過列車而變化劇烈，架空地線上的感應電壓也隨之變化，致使架空地線懸掛接地點的感應電流也隨著變化，由于進變電站構架檔的地線為極松弛架設，地線張力遠小于設計值，架空地線耐張線夾錨固金具承擔的機械受力不大，鐵制懸掛金具與塔身直接連接時接觸電阻較大。

圖3 地線耐張鋼錨、U型掛環被感應電流電弧燒損、燒熔斷掉落

圖4 架空地線與塔身間由導線引導感應電流入地

（3）為減小接觸電阻，該構架檔耐張引流板使用專用連接導線可靠連接，另一側用連接螺栓或并溝線夾夾卡固定在塔身上（見圖4），改變了故障前由鐵制地線耐張懸掛金具承擔架空地線感應電流的狀況，可以避免再次發生類似故障。

[1]GB 50545 110～750 kV架空輸電線路設計規范[S].北京：中國電力出版社，2010.

[2]應偉國.架空線路狀態運行檢修技術問答[M].北京：中國電力出版社，2009.