500kV超高壓輸電線路架空地線頻繁斷股原因

王嘉薇 何欣

摘要：對500kV超高壓輸電線路建設不斷地開展，但是架空地線斷股現象頻繁發生，對于500kV超高壓輸電線路的正常運行產生了直接的影響。針對這種情況，需要對500kV超高壓輸電線路架空地線頻繁斷股情況的原因進行確認，強化500kV超高壓輸電線路的建設，在根本上保障電網運行的穩定開展。

關鍵詞：500kV超高壓輸電線路;架空地線;頻繁斷股

500kV超高壓輸電線路在遠程輸電當中發揮著巨大的作用，在建設構造上采用風振敏感結構，路桿塔較高，跨度大，環境復雜多變，很容易受到雷雨等天氣的影響。對于架空地線的可靠性要求相對較高，如果不能夠保障架空地線的質量，將會引發頻繁斷股現象的發生。

1500kV超高壓輸電線路架空地線頻繁斷股原因

1.1污閃造成的故障

500kV輸電線路在運行過程中，由于工作壓力的影響，會發生大面積的停電事故。線路污閃故障發生的主要原因是輸電線路設計中存在一定的失誤，特別是500kV輸電線路的設計中，如果缺乏對環境的初步調查和設計的綜合比較，就會出現問題。如果500kV輸電線路發生污閃故障，將使其供電難以有效發展，甚至引發跳閘問題。在實際的設計和管理過程中，需要科學地給予預防。500kV輸電線路污閃故障是由于輸電線路絕緣子受污，未能及時拆除造成的。但是，污閃故障的原因還包括輸電線路的材料質量問題，這也會影響線路的絕緣效果。為避免500kV輸電線路污閃事故的發生，必須定期對輸電線路絕緣子表面進行除塵。特別是風雨過后，要清除絕緣子表面的灰塵和附著物，以免影響絕緣子的工作能力，保證輸電線路運行的穩定性。

1.2自然變化影響

影響導線微風振動的因素很多，如導線的材質和直徑等，但風速、風向和線路的地形地貌特征影響最為明顯。通過對事故現場的調查，發現該地區屬于內蒙古典型的草原地形和風氣候特征。在年平均氣溫14℃，最低氣溫-38℃的環境中，線路長期被風吹，年平均風速10m/s，線路張力大。如果接地導線的性能不好，自阻尼特性不好，會造成微風振動衰減差，容易導致線路疲勞斷裂。

1.3表層脫碳層不均勻

鍍鋅鋼絲表面總脫碳層深度40μm，超過GB/T4354-2008 65號鋼表面總脫碳層深度≤2%D的要求。鋼絲在加熱、軋制及隨后的空冷過程中容易發生脫碳，嚴重影響產品質量，降低鋼絲的強度和抗疲勞性能。同時，鍍鋅鋼絲表面約有16μm深的線狀開口和尖銳凹坑，不符合鋼絲表面應光滑、不應開裂的要求。

2架空地線斷股試驗分析

2.1宏觀地貌分析

從現場情況看，地線斷開部分位于塔間距中間，遠離線夾。與線夾或金屬工具沒有接觸或摩擦。斷裂部位均為鋼絞線最外圈的鍍鋅鋼絲，斷裂部位零散。地線斷裂主要表現為脆性斷裂，無塑性變形。斷口平整，鋼絲無塑性伸長變形和頸部收縮。斷口表面呈深灰色，較清潔，表面無電流燒傷和高溫熔合痕跡，鋼絲及斷口表面無嚴重氧化腐蝕損傷。

2.2斷口掃描電子顯微鏡檢測

掃描電鏡檢查結果表明，地線斷口表面沒有明顯的疲勞條紋，斷口附近的鋼絲表面也沒有周向裂紋，說明不是微動振動引起的疲勞斷裂。但在脆性斷裂邊緣發現沿母線方向的軸向裂紋，鋼絲表面也有尖銳的凹坑。軸向裂紋是鋼絲的初始斷裂源。

2.3顯微組織分析

在鋼絲表面組織鍍鋅層并觀察發現，鋼絲表面覆蓋的大部分區域都有厚度為40微米的鍍鋅層，但鍍鋅層不均勻，局部有約160微米厚的鋅塊，且部分部位無鍍鋅層，鍍鋅工藝存在問題，不在使用范圍內符合要求的鍍鋅鋼絲表面鍍層應均勻、連續、光滑，不應有裂紋和漏鍍等影響使用的表面缺陷。同時，鋼絲表面組織存在整圈深度為40μm的全脫碳層缺陷。不同深度的線狀開口和耳廓缺損，最深約16μm，分布于整個耳廓表面。

2.4機械性能分析

這些開口缺陷覆蓋在鍍鋅層下，并在鋼絲鍍鋅前形成。鍍鋅前，鋼絲應光滑、清潔。測試了鍍鋅鋼絲的抗拉強度和韌性。由此可見，鋼絲的抗拉強度為1108MPa，遠遠低于GB/T3428--2012標準規定的最低強度等級，即1級鍍鋅鋼絲的抗拉強度大于1310MPa。另外，直徑為D的芯棒纏繞試驗時，鋼絲表面肉眼可見形成明顯的周向裂紋缺陷，與標準中無可見裂紋的要求不符，說明鋼絲韌性也不合格。

3明確檢修內容，創新檢修理念

在500kV輸電線路的檢修過程中，要提高定期檢修的重要性，分析技術運行方式和運行狀態，明確相關評價指標，創新檢修方式，不斷提高500kV線路檢修的整體效果和工作質量。在500kV輸電線路的檢修中，必須提高對地導線檢修的重要性。500kV輸電線路接地導線檢修時，應打開線夾，深入檢查接地導線內部，并對繞在上部的導線進行梳理。電線的表面需要仔細檢查。如果皮膚損壞或磨損，需要切斷損壞的部分，然后重新連接電線。輸電線路的絕緣子也需要更新換代，更加注重維護。在輸電線路發生故障，特別是雷雨天氣雷擊的情況下，輸電線路的絕緣子經常因絕緣子故障而需要修復。根據絕緣子各部位情況，檢查各部位有無松動、有無裂紋等。在清洗過程中，應使用清洗劑將絕緣子上部的污垢清理干凈，以確保500kV輸電線路在金屬板脫落或鋼帽生銹時的安全運行。

結論

熱加工缺陷等是500kV超高壓輸電線路架空地線頻繁發生斷股的主要原因，具體表現為非金屬夾雜物、鍍鋅鋼線材料存在超標脫碳層等，這些原因都造成了鋼線強度、韌性無法滿足應用需要，在鋼線外部造成裂紋等缺陷，架空地線質量問題將會直接的影響到500kV超高壓輸電線路的正常運行。針對這種情況，要及時更換架空地線，嚴格把握導線的質量，根據標準進行檢測，保障500kV超高壓輸電線路的組織、機械等性能能夠符合標準要求，避免不合格的架空地線應用其中，能夠在根本上促進電網運行的穩定性。

參考文獻

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