一種新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒

多俊龍，鄭舒文，王大眾，楊巧為

(1. 國網沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110041；2.重慶國際復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成，是將不同相導線機械性間隔一定距離，防止導線出現舞動、鞭擊以及距離過近的輸電線路專用附屬設施，其正常運行如圖1所示。

圖1 防舞動間隔棒正常運行照片

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

圖2 現有防舞動間隔棒缺陷現場照片

1 現有防舞動間隔棒結構特點和不足

沈陽地區在運間隔棒按線夾型式劃分，共有對扣線夾式、懸垂線夾式、內預絞絲式、合頁線夾式、全保護預絞式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線“軸向”進行轉動，分裂導線間屬于硬連接，導線與線夾接觸位置應力較為集中，受振動和舞動后易發生導線斷股、斷線，此類線夾應重點關注線夾出口處導線磨損情況，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易隨風搖晃、摩擦、振動脫落卡在懸垂線夾上，在風力的作用下導線振動導致與均壓環接觸處的導線出現斷股；二是間隔棒和線夾均為硬質連接，子導線間不能產生相對位移。導線在長期微風振動情況下子導線承受硬性的拉力較大，相間間隔棒線夾與導線連接點形成應力集中區，導線持續受到動彎應力作用，逐步發展為疲勞斷股，此類線夾應重點關注均壓環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

內絞絲線夾式間隔棒預絞絲在橡膠墊內，由于握著力不足，在導線微風振動時會出現線夾滑移的情況，情況嚴重者會滑移至預絞絲外側造成線夾直接與導線接觸，發生磨線的情況，此類線夾應重點關注線夾位移缺陷，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。

全保護預絞絲線夾式防舞動相間間隔棒暫未發現預絞絲線夾存在導線斷股的情況，運行效果良好，但此類間隔棒裝拆困難，一旦發生缺陷處理難度極大，其正常運行如圖7所示。

圖5 內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 全保護預絞絲線夾式防舞動相間間隔棒

國家電網有限公司運檢〔2016〕413號文中第5.2條規定“應避免在跨越鐵路、高速和重要輸電通道的跨越檔內安裝間隔棒”，側面證明在運防舞間隔棒結構上技術并不成熟。

沈陽地區在運全部間隔棒主體與線夾之間均為剛性直連，當間隔棒阻礙導線相對運動時，全部作用力均由線夾承受，線夾處橡膠墊容易出現老化、破損現象，易發生絕緣橡膠滑跑、均壓環脫落等缺陷，進而導致金具磨損導線，引發斷線事故。因此，如何改變間隔棒線夾與主體之間直連結構，削弱其間相對作用力是新型防舞動間隔棒改進方向。

2 新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒結構

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

圖8 新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒線夾

圖9 新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒整體

鉸鏈結構采用曲臂聯板和直臂聯板構成，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件的軸結構，加固鋼板由鉚釘固定于曲臂聯板一端，起到連接直臂聯板、曲臂聯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，將曲臂聯板兩臂上受到的力進行衰減，吸收相對運動能量，實現減震效果，其線夾端主要結構如圖10所示。

圖10 新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒主要結構

3 新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒試運行

新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒整體裝配調試成功后，依據《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》、DL/T 596《電力設備預防性試驗規程》規程進行入網安全性檢測，設備符合輸電線路附屬設施入網標準，其整體實物結構如圖11所示。

圖11 新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒實物圖

為驗證新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒效果，根據季節性特點和線路運行情況，選取近2年發生過舞動跳閘事故的220 kV高瓷線127-128號和220 kV牛虎線32-33號，在跳閘區段及前后兩檔內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式間隔棒效果檢查表

圖12 新型彈簧鉸鏈式間隔棒現場安裝情況

輸電線路新型彈簧鉸鏈式間隔棒線夾與間隔棒主體間使用鉸鏈非直連結構，夾上受到的力傳導至間隔棒主體后大幅度衰減，設備入網試運行至今，無線夾護線條位移、均壓環脫落、金具磨損導線等缺陷發生。

4 結語

新型輸電線路彈簧鉸鏈式間隔棒于2020年8月3日獲得實用新型專利授權，專利號：ZL 2020 2 1577735.8。新型彈簧鉸鏈式間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脫落、金具連接點折斷以及金具磨損導線等問題，提高了設備可靠性，減低了缺陷隱患率，為電網安全穩定運行提供強有力支撐。