500kV架空輸電線路掛線串二聯(lián)板間的支撐桿發(fā)熱故障分析

摘要：文章對一起500kV一線發(fā)生的耐張塔掛線串二聯(lián)板間的支撐桿發(fā)熱典型故障情況進行了介紹，通過對故障掛線串二聯(lián)板間的支撐桿表象及子耐張塔跳線連接情況等方面分析，查清了發(fā)熱故障原因，提出了此類掛線串該類問題的設計、安裝針對性預防措施，對今后多分裂輸電線路紅外檢測工作有一定的指導作用。

關鍵詞：500kV架空輸電線路；掛線串二聯(lián)板；支撐桿；紅外熱像圖；發(fā)熱故障； 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM755 文章編號：1009-2374（2015）17-0147-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.074

目前，應用紅外檢測技術對輸電線路發(fā)熱故障進行診斷已十分普遍，主要是對架空輸電線路的各類連接金具、接續(xù)金具、各類絕緣子等進行檢測。線路元件發(fā)熱是運行維護中較容易出現(xiàn)的一類設備缺陷。如何在設備結構及安裝工藝方面改進，減少接觸性問題引起的發(fā)熱故障，一直是我們努力改進的方向。本文以不常檢測的線路連接部件典型發(fā)熱故障，先分析可能原因，后運用熱像儀進行故障排查驗證為實例，對出現(xiàn)的典型發(fā)熱故障進行探討。

1 故障設備情況

500kV一線為2008年6月30日投產(chǎn)運行，全長132.5km（全線與二線同塔架設），導線型號4×630/45。發(fā)生掛線串二聯(lián)板間的支撐桿發(fā)熱的#181號塔為耐張塔，發(fā)熱點位于C相（雙回路耐張右上相）的耐張串末端的支撐桿上，如圖1所示的支撐桿。

故障塔掛線串為雙串耐張絕緣子串（絕緣子為玻璃絕緣子）。圖1掛線串故障點結構描述：單串絕緣子串末端（導線端）最遠一片絕緣子與直角掛板連接，直角掛板后與1個二聯(lián)板相連，1個二聯(lián)板連接2個子導線（左邊或右邊的上下子導線）的弧垂調(diào)整版、耐張管連接。

2 故障表象及原因初步分析

2012年9月14日，據(jù)清遠抽水蓄能電廠施工工地人員報料，我局運行維護的500kV一線某基鐵塔上有發(fā)光現(xiàn)象。后立即連夜安排現(xiàn)場核實，經(jīng)確認，為500kV一線#181塔（雙回路耐張塔）?，F(xiàn)場對故障桿塔進行觀察和檢測如下：（1）發(fā)熱點十分明顯，似燈泡，在距離幾百米遠處肉眼可見；（2）在塔位處，發(fā)現(xiàn)500kV一線#181塔C相（雙回路耐張右上相）小號側的單串耐張串末端處發(fā)熱、持續(xù)發(fā)光。該相大號耐張串未見明顯異常；（3）由于故障相過高（超過50米），紅外測溫效果不明顯，經(jīng)現(xiàn)場觀察和對比視距近的下相耐張串，判斷排除發(fā)熱點為線路耐張線夾、跳線引流板，而是位于耐張串玻璃絕緣子末端連接的二聯(lián)板處發(fā)熱。

通過夜間表象，初步原因分析如下：因500kV一線#181塔C相小號側某一子導線的跳線引流線引流板安裝質(zhì)量存在一定的缺陷，造成其引流板發(fā)熱，其本身的引流線的通流能力相對其他三根子導線偏低，造成局部環(huán)流產(chǎn)生（部分電流經(jīng)過故障的二聯(lián)板間的支撐桿）發(fā)熱造成。同樣，在故障塔的大號側，支撐桿上經(jīng)過有環(huán)流，有一定的溫升。

3 故障原因具體分析

15日，立即安排運行人員登桿檢查。通過登塔，故障串絕緣子外觀如圖2，紅外熱像圖如圖3。近距離發(fā)現(xiàn)支撐桿中的圓筋蹭鐵生銹較嚴重、且安裝螺栓松動（如圖2）。

同時運用紅外熱像儀監(jiān)測發(fā)現(xiàn)500kV一線#181塔C相（雙回路耐張右上相）小號側的單串耐張串末端處支撐桿，發(fā)熱熱點溫度近250℃。發(fā)熱點具體部位：主要發(fā)熱集中在2串耐張絕緣子串各自連接的2個二聯(lián)板之間的支撐桿中的圓筋蹭鐵兩端連接二聯(lián)板處，且有1根子導線的引流版溫升明顯高于其他3根的溫升（如圖3紅外熱像圖所示）（支撐桿蹭鐵共3根，圓筋蹭鐵外的其他2根蹭鐵為角鐵）。

進行了初步原因判斷，根據(jù)支撐桿材質(zhì)生銹嚴重，可能原因是安裝質(zhì)量不良，導致連接不緊；或為線路桿塔處于風口處、線路振動頻繁，導致支撐桿在其他兩蹭鐵為主要受力件時，其支撐作用降低或?qū)嵰巡黄鸬街巫饔茫ㄈ鐖D2中的圓筋蹭鐵螺栓松動），連接不良。支撐桿端部的接觸電阻增大，加上外部交替潮濕環(huán)境影響，使得支撐桿的圓筋蹭鐵連接處生銹加快，圓筋蹭鐵兩端的接觸電阻越來越大。同時，局部環(huán)流依然存在，導致發(fā)熱并至夜間可見的發(fā)光。

通過對紅外熱像圖的分析，得知500kV一線#181塔C相小號側的一條子導線（面向大號左下子導線）跳線引流板有發(fā)熱現(xiàn)象，溫升約20℃（引流板近40℃，導線溫度約19℃、其他3根跳線子導線約16℃），如圖2。圖4、圖5分別為500kV一線#181塔C相大號側掛線串設備相片、紅外熱像圖，從紅外熱像圖可看出，在故障塔的大號側，支撐桿上經(jīng)過有環(huán)流，有一定的溫升，但相對小號側，溫升小得多。

4 故障原因

第一，500kV一線#181塔C相小號側發(fā)熱：500kV一線#181塔C相小號側子導線（面向大號左下子導線）的跳線引流線引流板安裝質(zhì)量存在一定的缺陷，造成其引流板發(fā)熱，其本身的引流線的通流能力相對其他3根子導線偏低，造成支撐桿內(nèi)部局部環(huán)流發(fā)熱。另外，本身支撐桿結構不合理，或安裝質(zhì)量不良，或線路桿塔處于風口處、線路振動頻繁，導致支撐桿中的圓筋蹭鐵在其他2根蹭鐵為主要受力件時，其支撐作用降低或?qū)嵰巡黄鸬街巫饔茫B接不良。局部環(huán)流和接觸點放電的存在，加上外部環(huán)境，使得支撐桿圓筋蹭鐵連接處生銹加快，圓筋蹭鐵兩端的接觸電阻越來越大。同時，局部環(huán)流依然存在，導致支撐桿圓筋蹭鐵發(fā)熱發(fā)光。

第二，500kV一線#181塔C相大號側發(fā)熱：同樣，由于存在局部環(huán)流，同樣的過程作用在500kV一線#181塔C相大號側，使得支撐桿中的圓筋蹭鐵溫升。

第三，經(jīng)對#181塔C相小號側子導線（面向大號左下子導線）的跳線引流線引流板重新安裝、更換支撐桿圓蹭鐵后，引流板溫升缺陷消除、支撐桿發(fā)熱現(xiàn)象

消除。

5 針對性措施

（1）停電進行故障子導線引流板接頭處理，同時更換大小號側支撐桿（根據(jù)該點掛線串的結構尺寸及振動情況，確定支撐鐵的有效尺寸，并采用不易生銹、導電性較好的材質(zhì)，接觸面設計合理）；（2）對其他類似結構的耐張塔進行排查；（3）新線路在結構設計時，應根據(jù)實際組裝、考慮導線振動等情況，設計結構合理、防振型、低阻型的支撐桿；（4）把關線路驗收，對跳線引流板進行電阻測試，有問題的，在驗收階段及時消缺；（5）運用紅外熱像儀檢測線路元件發(fā)熱，除常規(guī)的金具、絕緣子等外，還應對掛線串其他連接件，如支撐桿等進行檢測，特別是多分裂導線的線路；（6）采用高精度紅外熱像儀，進行線路元件檢測，有助于準確發(fā)現(xiàn)線路元件存在的問題。

作者簡介：周亞兵（1982-），男，清遠供電局工程師，研究方向：輸電線路運行與檢修。

（責任編輯：蔣建華）