500kV架空输电线路挂线串二联板间的支撑杆发热故障分析

摘要：文章对一起500kV一线发生的耐张塔挂线串二联板间的支撑杆发热典型故障情况进行了介绍，通过对故障挂线串二联板间的支撑杆表象及子耐张塔跳线连接情况等方面分析，查清了发热故障原因，提出了此类挂线串该类问题的设计、安装针对性预防措施，对今后多分裂输电线路红外检测工作有一定的指导作用。

关键词：500kV架空输电线路；挂线串二联板；支撑杆；红外热像图；发热故障； 文献标识码：A

中图分类号：TM755 文章编号：1009-2374（2015）17-0147-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.074

目前，应用红外检测技术对输电线路发热故障进行诊断已十分普遍，主要是对架空输电线路的各类连接金具、接续金具、各类绝缘子等进行检测。线路元件发热是运行维护中较容易出现的一类设备缺陷。如何在设备结构及安装工艺方面改进，减少接触性问题引起的发热故障，一直是我们努力改进的方向。本文以不常检测的线路连接部件典型发热故障，先分析可能原因，后运用热像仪进行故障排查验证为实例，对出现的典型发热故障进行探讨。

1 故障设备情况

500kV一线为2008年6月30日投产运行，全长132.5km（全线与二线同塔架设），导线型号4×630/45。发生挂线串二联板间的支撑杆发热的#181号塔为耐张塔，发热点位于C相（双回路耐张右上相）的耐张串末端的支撑杆上，如图1所示的支撑杆。

故障塔挂线串为双串耐张绝缘子串（绝缘子为玻璃绝缘子）。图1挂线串故障点结构描述：单串绝缘子串末端（导线端）最远一片绝缘子与直角挂板连接，直角挂板后与1个二联板相连，1个二联板连接2个子导线（左边或右边的上下子导线）的弧垂调整版、耐张管连接。

2 故障表象及原因初步分析

2012年9月14日，据清远抽水蓄能电厂施工工地人员报料，我局运行维护的500kV一线某基铁塔上有发光现象。后立即连夜安排现场核实，经确认，为500kV一线#181塔（双回路耐张塔）。现场对故障杆塔进行观察和检测如下：（1）发热点十分明显，似灯泡，在距离几百米远处肉眼可见；（2）在塔位处，发现500kV一线#181塔C相（双回路耐张右上相）小号侧的单串耐张串末端处发热、持续发光。该相大号耐张串未见明显异常；（3）由于故障相过高（超过50米），红外测温效果不明显，经现场观察和对比视距近的下相耐张串，判断排除发热点为线路耐张线夹、跳线引流板，而是位于耐张串玻璃绝缘子末端连接的二联板处发热。

通过夜间表象，初步原因分析如下：因500kV一线#181塔C相小号侧某一子导线的跳线引流线引流板安装质量存在一定的缺陷，造成其引流板发热，其本身的引流线的通流能力相对其他三根子导线偏低，造成局部环流产生（部分电流经过故障的二联板间的支撑杆）发热造成。同样，在故障塔的大号侧，支撑杆上经过有环流，有一定的温升。

3 故障原因具体分析

15日，立即安排运行人员登杆检查。通过登塔，故障串绝缘子外观如图2，红外热像图如图3。近距离发现支撑杆中的圆筋蹭铁生锈较严重、且安装螺栓松动（如图2）。

同时运用红外热像仪监测发现500kV一线#181塔C相（双回路耐张右上相）小号侧的单串耐张串末端处支撑杆，发热热点温度近250℃。发热点具体部位：主要发热集中在2串耐张绝缘子串各自连接的2个二联板之间的支撑杆中的圆筋蹭铁两端连接二联板处，且有1根子导线的引流版温升明显高于其他3根的温升（如图3红外热像图所示）（支撑杆蹭铁共3根，圆筋蹭铁外的其他2根蹭铁为角铁）。

进行了初步原因判断，根据支撑杆材质生锈严重，可能原因是安装质量不良，导致连接不紧；或为线路杆塔处于风口处、线路振动频繁，导致支撑杆在其他两蹭铁为主要受力件时，其支撑作用降低或实已不起到支撑作用（如图2中的圆筋蹭铁螺栓松动），连接不良。支撑杆端部的接触电阻增大，加上外部交替潮湿环境影响，使得支撑杆的圆筋蹭铁连接处生锈加快，圆筋蹭铁两端的接触电阻越来越大。同时，局部环流依然存在，导致发热并至夜间可见的发光。

通过对红外热像图的分析，得知500kV一线#181塔C相小号侧的一条子导线（面向大号左下子导线）跳线引流板有发热现象，温升约20℃（引流板近40℃，导线温度约19℃、其他3根跳线子导线约16℃），如图2。图4、图5分别为500kV一线#181塔C相大号侧挂线串设备相片、红外热像图，从红外热像图可看出，在故障塔的大号侧，支撑杆上经过有环流，有一定的温升，但相对小号侧，温升小得多。

4 故障原因

第一，500kV一线#181塔C相小号侧发热：500kV一线#181塔C相小号侧子导线（面向大号左下子导线）的跳线引流线引流板安装质量存在一定的缺陷，造成其引流板发热，其本身的引流线的通流能力相对其他3根子导线偏低，造成支撑杆内部局部环流发热。另外，本身支撑杆结构不合理，或安装质量不良，或线路杆塔处于风口处、线路振动频繁，导致支撑杆中的圆筋蹭铁在其他2根蹭铁为主要受力件时，其支撑作用降低或实已不起到支撑作用，连接不良。局部环流和接触点放电的存在，加上外部环境，使得支撑杆圆筋蹭铁连接处生锈加快，圆筋蹭铁两端的接触电阻越来越大。同时，局部环流依然存在，导致支撑杆圆筋蹭铁发热发光。

第二，500kV一线#181塔C相大号侧发热：同样，由于存在局部环流，同样的过程作用在500kV一线#181塔C相大号侧，使得支撑杆中的圆筋蹭铁温升。

第三，经对#181塔C相小号侧子导线（面向大号左下子导线）的跳线引流线引流板重新安装、更换支撑杆圆蹭铁后，引流板温升缺陷消除、支撑杆发热现象

消除。

5 针对性措施

（1）停电进行故障子导线引流板接头处理，同时更换大小号侧支撑杆（根据该点挂线串的结构尺寸及振动情况，确定支撑铁的有效尺寸，并采用不易生锈、导电性较好的材质，接触面设计合理）；（2）对其他类似结构的耐张塔进行排查；（3）新线路在结构设计时，应根据实际组装、考虑导线振动等情况，设计结构合理、防振型、低阻型的支撑杆；（4）把关线路验收，对跳线引流板进行电阻测试，有问题的，在验收阶段及时消缺；（5）运用红外热像仪检测线路元件发热，除常规的金具、绝缘子等外，还应对挂线串其他连接件，如支撑杆等进行检测，特别是多分裂导线的线路；（6）采用高精度红外热像仪，进行线路元件检测，有助于准确发现线路元件存在的问题。

作者简介：周亚兵（1982-），男，清远供电局工程师，研究方向：输电线路运行与检修。

（责任编辑：蒋建华）