750kV输电线路换位塔引流联板裂纹成因及整改措施

闫士涛，刘存孝，秦博，石岩龙，刘勇

（陕西西安输变电运行公司，陕西西安710075）

750kV输电线路换位塔引流联板裂纹成因及整改措施

闫士涛，刘存孝，秦博，石岩龙，刘勇

（陕西西安输变电运行公司，陕西西安710075）

随着新疆联网工程的顺利投运，西北地区750kV骨干网架基本建成。其中在建的和已建设完工的750kV输电线路大量采用了同塔双回的设计，并全部采用了“上跳下，中跳上，下跳中”的单塔全换位模式[1-3]，取得了良好的效果，但由于西北地区昼夜温差大、风沙大的特点，给长期暴露在恶劣环境中的输电线路带来了一定的影响。

全国第一条投运的同塔双回750kV输电线路凉乾线在投运后的第一次预试性定检中就发现部分换位杆塔的跳线耐张压接管联板部分出现裂纹，并有进一步加剧的可能，经现场分析确认基本排除了施工问题遗留，并根据缺陷部位和缺陷分布情况分析，初步分析该种裂纹主要是由于跳线部分的导线自重对耐张压接管的联板产生了较大的剪切力。

1 联板裂纹出现的基本情况

2010年进行了该条750kV同塔双回线路投运以来的第一次停电检修和试验工作，在工作中发现3基换位塔中有2基换位塔出现了“上跳下”位置跳线耐张压接管联板出现裂纹，具体情况见表1[1]。

表1 裂纹的位置及数量Tab.1 The location and number of the cracks

产生裂纹的跳线耐张压接管联板的位置如图1所示。裂纹均产生在耐张管铝板靠近根部的螺孔处，且换位塔引流上的耐张管铝板均伴有一定受力变形，如图2、图3所示。

图1 出现裂纹的联板在杆塔的位置Fig.1 The position of the drainage united board cracks of the tower

图2 联板裂纹位于第一个螺孔处1Fig.2 The cracks of the drainage united board located the first screw

图3 联板裂纹位于第一个螺孔处2Fig.3 Crack of the drainage united board located the first screw

2 联板裂纹出现成因

联板材质优劣和是否满足规范可能是裂纹成因的外部因素；此外，联板的机械受力则是成因的内在因素。本文从联板材质和联板受力2方面分析裂纹出现的原因。

2.1 联板材质

2.1.1 引流联板制造标准

按照规程DL/T757-2001《耐张线夹》要求，压缩型耐张线夹铝管及引流板选用铝牌号不得低于1050A。按照厂家分析报告及图纸说明，该750kV工程耐张线夹引流板材质为标号为1050A的工业纯铝。

按照GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》要求，牌号1050A的工业纯铝，其含铝纯度及化学成分（质量分数）百分比要求见表2。

表21050 A工业纯铝其含铝纯度及化学成分Tab.2 The purity and chemical composition of the 1050A industrial aluminum

2.1.2 该工程使用的联板规格及现场安装

该750kV线路工程耐张压接管联板型号NY-400/50，如图4所示。

图4 耐张压接管及引流联板示意图Fig.4 Sketch map of strain resistant pipe and drainage united board

该工程全线上相跳引下相的竖直引流下端，共运行该型耐张管36个[3-7]。现场连接情况见图5。

2.1.3 出现裂纹的联板材质化学成分

现场出现裂纹的联板经西北有色金属研究院材料分析中心和陕西电科院材料技术研究所分别独立进行材质分析及力学性能检测后，初步分析见表3、表4[1]。

根据表3分析数据，46号Ⅱ-1、46号Ⅱ-2、142号Ⅰ3个耐张管铝含量略低于“GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》”要求的铝含量99.5%要求；根据表4分析数据，46号Ⅱ-2耐张管铝含量略低于GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》要求的铝含量99.5%要求。

图5 上相跳引下相的竖直引流下端引流连接示意图Fig.5 Sketch map of connection of drainage vertical united lower end by striding from upper phase to nether phase

表3 西北有色金属研究院材料分析数据Tab.3 The analysis data of the northwest institute for nonferrous metal material

表4 陕西电科院材料分析数据Tab.4 The material analysis data of Shaanxi EPRI

由2次铝板材质的化学成分分析看出，本批次耐张管引流板中确有部分材质略低于标准要求，但综合来看，联板材料基本能满足规程要求，材质对其机械性能的影响不太严重，故不应成为本类裂纹出现的主要原因。以下对压接管联板进行机械受力分析。

2.2 跳线耐张压接管联板受力分析

换位塔上跳下引流竖直部分下端耐张管受力示意图[4-6]。如图6所示，换位跳线耐张管铝板集中受到跳线重力和张力竖直分力的合力引起的弯矩作用，且由于联板通过两个螺栓进行连接和固定，导致弯矩产生的剪切力主要集中在铝板靠近铝管根部的螺孔位置处[5-6]。

图6 换位跳线耐张管铝板受力分析示意图Fig.6 Sketch map of analysis on strain bear of the aluminous strain resistant pipe

压接管联板第一个螺孔处承担导线自重带来的持续剪切力作用，且由于该位置处有螺孔的存在，受力面积很小，由此带来单位面积受力的大量增加。由于该类型耐张压接管和联板在普通引流跳线上使用时，主要承担的是导线对联板的顺向拉力，而在“上跳下”的过程中则主要承担的是剪切力，且由于板材的抗拉能力要远大于抗剪切能力，所以出现了受剪切力影响的联板出现裂纹，而正常承担拉力的联板仍良好的结果[7-9]。现场的情况也证明了这一点，如图7所示，所有的裂纹均出现在承担导线剪切力的联板上，且裂纹无一例外的出现在受力最集中的第一个螺孔处。

图7 裂纹的位置均在第一个螺孔处Fig.7 Cracks are allon the first screw

可见，该类缺陷产生的原因主要是由于跳线部分的导线自重对耐张压接管的联板产生了较大的剪切力，并在受力最集中的螺孔处出现裂纹[10-11]。

3 裂纹处理措施

1）首先对换位塔“上跳下”引流部分出现裂纹的耐张压接管全部进行重新更换，并在日常巡视过程中加强监控。

2）NY-400/50型（普通型）压接管主要应用在普通跳线的引流连接中，能很好的承受导线对联板的拉力，但将其不加改进而直接使用在换位塔“上跳下”的引流连接中，联板承受的力由拉力变为剪切力，就导致了裂纹的出现。

普通型压接管见图8。为从根本上消除裂纹缺陷，应对压接管和联板的连接方式进行如图9所示的改进[12-13]，使联板由承受剪切力变为承受纵向拉力。

图8 普通型压接管Fig.8 Normal pressed joint piple

图9 改进后的压接管Fig.9 Improved pressed joint piple

3）应在适当的时候将所有同类型的压接管予以更换，彻底消除隐患。

4 结论

本文针对750kV同塔双回输电线路全换位过程中部分耐张压接管联板出现裂纹现象，进行了成因分析并提出了整改措施：

1）经化学成分分析，联板材质基本满足规程要求，排除了其成为裂纹主因的可能。

2）裂纹的主要成因是跳线部分的导线自重对耐张压接管联板产生了较大的剪切力，受力最集中于螺孔处，从而使联板受力不均匀出现裂纹。

3）为从根本上消除裂纹缺陷，应对压接管和联板的连接方式进行本文所述的改进，使联板由承受剪切力变为承受纵向拉力。

750 kV同塔双回输电线路截止目前为止，仅运行1a左右，部分设备由于未足够考虑到不同类型、不同区域的特殊情况，将普通型的耐张压接管使用于受力变化较大的“上跳下”部分的引流跳线中，导致了联板受力的不均匀并出现了裂纹，影响了线路的安全稳定运行，经现场分析和更换处理后，虽然暂时消除了隐患，但未从根本上消除裂纹出现的原因，应及时就问题的出现进行根本性的整改消缺，必要时应对不合理的材料进行优化后全部予以更换。以后在线路的设计过程中也更应充分考虑各个电气连接部位的实际情况，进行差别化的考虑和设计，避免再次出现类似问题。

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Causes of Cracks on Drainage United Board of Transposition Tower in the 750kV Transmission Line and Corresponding Rectification Measurements

YAN Shi-tao，LIU Cun-xiao,QIN Bo，SHI Yan-long，LIU Yong
（Xi’an Power Transmission Operation Company,Xi’an 710075,Shaanxi Province,China）

The 750kV double-circuit transmission line uses the whole transposition design which means“the top phase changing to the bottom,the middle to the top,and the bottom the middle.In the process of operation and maintenance,when the top phase changed to the bottom phase,it was found that there were some cracks on the drainage united boards due to some overlapping causes,and this would affect negatively the safe operation of the line.This paper explores the cracks on the drainageunited boardsfound during one maintenance service,and identifies the causes of the cracks,and proposes corresponding measures to deal with the faults.It could provide some beneficial reference to the transposition design,construction,operation and maintenance of the 750kV transmission line in the future.

750kV transmission lines;drainage united board cracks;crack forming reason

750kV同塔双回输电线路采用“上跳下，中跳上，下跳中”的全换位设计。运行维护过程发现，在上相与下相换位过程中，由于受引流跳线的自重和风摆等各种因素叠加的影响，部分跳线耐张压接管联板出现裂纹，影响线路的安全运行。通过对一次检修中出现的耐张压接管联板裂纹问题进行系统分析，得出导致联板裂纹的原因，并提出相应的整改处理措施。对后续750kV输电线路的全换位设计、施工、运行、维护具有重要参考作用。

750kV输电线路;引流联板裂纹;裂纹成因

1674-3814（2011）12-0067-05

TM726.3

B

book=0,ebook=464

2011-03-13。

闫士涛（1986—），男，本科，助理工程师，从事超高压输电线路运行维护。

（编辑 董小兵）