一路500千伏导线线夹过热缺陷的案例分析和运维改进方法

终极确定线夹过热缘故原由为固定螺栓在投运时的紧固力矩不知足标准哀求，垫片配置数量分歧一，长期运行过程中导线受力导致线夹螺栓松动，致使线夹端部更易受潮堕落并进一步加剧打仗不良，从而导致打仗电阻增大，以及滑移试验与拉断力试验不符合哀求。
末了，提出对该批次导线加强红外监测的针对性运维策略。

架空输电导线作为电力系统的主要组成部分，其运行安全稳定性直接影响供电可靠性。
线夹作为输电线路的主要组成部件，不仅要承受电载荷，还要承受导线的张力。
在实际运行中，由于固定螺栓力矩不敷、微风振动、机器负荷、堕落等成分，可能导致线夹固定连接处螺栓松动、导线断股、散股，进而导致打仗电阻过大，在电流浸染下易使导线及与其相连的固定线夹发热。
如果未及时处理，不仅会影响导线的载流能力，长期过热还可能破坏线夹，加剧导线断股风险，严重时乃至导致导线断线，造成线路故障。

本文对一起变电站500kV主变变高开关上方引下线线夹非常发热毛病案例进行剖析，结合直流电阻试验、大电流温升试验、滑移试验、单线拉断力试验及解体检讨，找到线夹过热缘故原由并采纳相应运维方法。

1 案例背景

运维职员在对某500kV变电站进行红外测温巡视时创造，某主变变高开关A相上方T接线夹非常发热，最高温度为260℃，B相和C相相同位置温度为29℃，环境温度为22℃。
红外测温图片如图1所示。

图1 红外测温图片

根据DL/T 664—2016《带电设备红外诊断运用规范》，接头和线夹位置热点温度大于130℃属于紧急毛病。
该导线型号为LGKK—587，其额定载流量为1 204.67A，毛病创造时电流为499A，负荷率为41%，已运行28年。
查阅过往历史毛病信息，该导线近3个月内电流未超出额定载流量，且未涌现短路电流等。

导线及线夹示意图如图2所示，导线由镀锌钢线、铝线及金属软管组成。
对过热导线线夹进行外不雅观检讨，导线靠近线夹位置有多股散股，且断开部位有发黑痕迹，如图3所示。

图2 导线及线夹示意图

图3 导线断股、发黑

2 检讨试验

为找到线夹过热缘故原由，对过热导线及线夹开展直流电阻试验、螺栓力矩检讨、大电流温升试验、滑移试验、单线拉断力试验和解体检讨。

2.1 直流电阻试验

对二分裂导线进行拆解，并对拆解后的两条导线及导线接头进行标记，个中1号导线为过热毛病导线，1.2号线夹附近发生断股，2号导线为对照导线。
导线示意图如图4所示，过热导线与对照导线共4个线夹，分别命名如下：正常端1.1号线夹，发热端1.2号线夹；正常端2.1、2.2号线夹，并将1.1、2.1号线夹统称为1侧线夹，同理1.2、2.2号线夹统称为2侧线夹。
分段进行直流电阻测试，结果见表1。

图4 导线示意图

表1 直流电阻测试结果

表1中：1号导线0～4m、5～6m段，2号导线0～7m段的直流电阻均小于厂家规定的0.0514/km；1号导线4～5m段直流电阻略超厂家规定值；1号导线6～7m段的直流电阻为0.0614/km，结果不合格，紧张缘故原由为该处为导线外层断股位置，且断线6股。

线夹与导线直流电阻比拟见表2。
参照GB/T 2317.3—2008《电力金具试验方法 第3部分：热循环试验》哀求：对付非压缩型金具，如果其电阻值不大于与金具等长的参照导线电阻值的1.1倍，则试验通过。

表2中：1.1号与2.1号线夹直流电阻均知足不大于1.1倍线夹长度参照导线的直流电阻的哀求；1.2号与2.2号线夹的直流电阻过大，不知足哀求。
从外不雅观检讨，1.2号、2.2号线夹与1.1号、2.1号线夹比较，螺栓力矩和紧固形式存在差异。

表2 线夹与导线直流电阻比拟

采取敲击仿照振动，对线夹进行直流电阻测试。
多次敲击后的线夹直流电阻见表3。
表3中：与未敲击时比较，敲击后的直流电阻测试结果不稳定，且数值偏差最大超过5倍。
造成上述结果的缘故原由可能是螺钉较为松动，力矩不敷，造成直流电阻分散性大。

表3 多次敲击后的线夹直流电阻

2.2 力矩试验

对1、2号导线线夹处螺栓进行力矩测试，创造1.1号和2.1号线夹侧6个螺栓力矩均在40～45N∙m之间，而1.2号和2.2号线夹侧6个螺栓力矩均小于20N∙m，解释导线的1.2号和2.2号线夹侧螺栓存在松动情形。

根据螺纹紧固标准哀求，对付M12螺杆，强度级为4.6级时，拧紧力矩标准哀求为36～45N∙m，强度级为5.6级时，拧紧力矩标准哀求为45～55N∙m，而本文线夹螺杆强度级为4.8级，其拧紧力矩标准哀求应在4.6级和5.6级之间，取40～45N∙m作为其正常紧固力矩，即1.2号、2.2号线夹螺栓力矩均不知足哀求。

2.3 大电流温升试验

依据GB/T 2317.3—2008《电力金具试验方法 第3部分：热循环试验》进行大电流温升试验，将导线首尾相连形成闭合回路，导线穿过升流器线圈，利用电磁感应产生回路感应电动势，通过掌握调压器来调度试验回路电流，采取热电偶与红外测温相结合的办法进行测温。

分别向1、2号导线施加400A、600A、800A、1 000A电流，监测导线温度变革曲线，直到温度达到相对稳定且1h内变革小于1℃时，记录稳态温度。
将发热端1.2号、2.2号线夹处螺栓力矩调度至40N∙m，重复进行温升试验。

此时，环境温度为23℃，相对湿度为42%。
温升试验及测点示意图如图5所示，测温位置1、2、3、4分别代表：断股位置2侧线夹外部与导线打仗处、1侧线夹表面位置、2侧线夹内部与导线端部连接位置、导线中部正常位置。
1 000A电流下1号导线位置3红外测温图片如图6所示，1、2号导线线夹施加40N∙m力矩前后的温度曲线分别如图7、图8所示。

图5 温升试验及测点示意图

图6 1000A电流下1号导线位置3红外测温图片

图7 1号导线线夹施加40N∙m力矩前后温度曲线

图8 2号导线线夹施加40N∙m力矩前后温度曲线

图6中，通过打算可以得到电流为500A时，热点温度约为342℃，而毛病现场相同电流下测试温度为260℃，仿照试验温度高于毛病现场温度，紧张缘故原由为毛病现场导线高度较高，受测温角度及现场风速等环境成分影响，导致温度低于试验值。

在1000A电流下，位置3处有明显发热，热点达到344℃。
图7和图8表明，力矩加至40N∙m后1、2号导线各位置温度低落。
热点位于导线头深入线夹内部位置，即位置3处。
位置1处温度低于线夹内导线端头部温度。
施加力矩前，2号导线在600A电流下的热点温度超过350℃，800A电流下的热点温度超过450℃，在1000A电流下的热点温度超过600℃。

对1号导线施加力矩前，在电流达到800A后，随着电流增大，热点、线夹表面等温度反而降落，紧张缘故原由为温度升高，导线受热膨胀，使打仗条件改进，打仗电阻降落，热损耗也降落，从而温度降落。

将1、2号导线线夹施加40N∙m力矩前后位置1、位置2、位置3温度进行比拟，如图9所示。

从图9可以看出，2.1号、2.2号线夹处增大螺栓力矩至40N∙m后，位置1、位置2、位置3处温度均明显低落；同时，在力矩增大后，2号导线位置3在600～1 000A电流下的发热温度仍在150～230℃旁边，超过DL/T 664—2016《带电设备红外诊断运用规范》对接头和线夹的热点温度哀求：热点温度超过130℃时属于紧急毛病，即力矩增加到标准哀求时，2.2号线夹的紧固办法仍旧存在发热风险。
2号导线内部或线夹连接处可能存在其他打仗不良情形。

图9 1、2号导线温升试验比拟

图9（a）～图9（c）中，在线夹处增大螺栓力矩至40N∙m后，在400～800A电流下，相同位置处1号导线温度的变革值明显大于2号导线。
在电流为1000A时，1号导线温度反而降落，结合1.2号线夹明显有断股，解释导线断股不是线夹发热的紧张缘故原由，螺栓打仗不良是导线发热的紧张缘故原由。
导线断股是由线夹内导线端部发热引起，并在受力和长期运行堕落条件下综合导致。

2.4 滑移试验

导线额定拉断力为152kN，根据GB/T 2317.1— 2008《电力金具试验方法》，对付打仗金具，施加载荷至152kN5%，在导线上作一个检测金具相对位移的标记；施加载荷至152kN10%，保持60s，若导线与金具间无相对滑移，且导线与金具无损伤，则结果合格。
现场分别在螺栓施加20N∙m、40N∙m力矩情形下开展滑移试验，结果如图10所示。

图10 线夹施加不同力矩下的滑移试验结果

图10表明，力矩降为20Nm时，1.2号线夹在11.8kN时涌现滑移，而2.2号线夹加载荷至15.2kN后，保持过程中涌现滑移，因此施加力矩20Nm时，滑移试验不符合哀求。
在力矩为40Nm时，未见滑移且导线与线夹未涌现损伤，滑移试验合格。

2.5 拉断力试验

分别在样品熔断位置和未发生熔断位置各随机选取3根铝芯、3根钢芯共12根进行单线拉断力试验，单线抗拉强度见表4。

表4 单线抗拉强度

表4中，熔断位置钢芯单线的抗拉强度试验结果低于全部等级，不符合标准哀求；未发生熔断位置知足2级抗拉标准，即抗拉强度最小值为1410MPa。
而铝芯单线抗拉强度均小于即是170MPa，不符合标准哀求。

单线拉断力试验结果解释，导线因运行老化缘故原由导致单线拉断力不合格，导线整体抗拉强度低落，在线夹打仗不良局部过热、环境堕落等综称身分下存在断股风险。

3 解体检讨

对导线进行解体检讨，现场解体如图11所示，紧张创造以下问题：

1）图11（a）、图11（b）中，1、2号导线线夹利用垫片数量不一致。
1.1号和2.1号线夹垫片数量同等，均为5个垫片，无弹簧垫圈。
1.2号和2.2号线夹的垫片与弹簧垫圈数量总和均不超过3个，且弹簧垫圈已被压平失落去弹力。

2）图11（c）中，在1.2号线夹内部有断线10股，以及较多的粉末碎屑，断股位置存在明显烧黑融化痕迹。
在2.2号线夹处有一根断线，1.1号、2.1号线夹处无断线。
对付四处线夹，1.2号、2.2号线夹的螺栓生锈情形比较严重，金属软管及金属软管内侧密封头和线夹表里面锈蚀严重。

图11 现场解体

4 结论

本文通过直流电阻测试、螺栓力矩检讨、大电流温升试验、滑移试验、单线拉断力试验和解体检讨，紧张得到以下结论：

1）1.2号、2.2号线夹直流电阻过大，对应位置螺栓力矩不知足哀求。
通过温升试验，热点位于线夹内部位置，且断股位置温度低于线夹内导线端部温度，力学滑移试验和单线拉断力试验不知足国标哀求。

2）线夹过热缘故原由为紧固螺栓在投运时力矩不敷，且螺栓垫片、弹簧垫圈配置数量分歧一，长期运行过程中线夹内导线端部湿润堕落及线夹长期受力导致螺栓松动，致使直流电阻增大，终极引起非常发热。

针对本次导线发热毛病，提出以下建议：

1）对该站同型号同位置导线和线夹在适当韶光进行停电检讨，确认同型号导线是否存在批次问题，然后决定是否进行整体改换。

2）对该批次导线加强红外测温和运维巡视。

本事情成果揭橥在2024年第3期《电气技能》，论文标题为“一起500kV导线线夹过热毛病案例剖析”，作者为王江波、周鸿铃、李光茂、乔胜亚、杨森。