西北地区某110kV 输电线路引流线线夹失效分析

张 丽，蒋 菲，赵朝友，张素慧

（1.甘肃电力科学研究院技术中心有限公司，甘肃 兰州 730070；2.国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃 兰州 730070）

耐张线夹用于固定导线的端头，是承受机械电气负荷的金具，其型式有螺栓型、压缩型、预绞型、楔型等。我国架空输电线路的运行过程中，导、地线连接大量采用压接型电力金具，即耐张线夹和接续管。压接型电力金具既要承受导线或地线的全部张力，同时又是导体，起到过流的作用，此类金具一旦安装后，就不再拆卸。国内现已有不少因耐张线夹质量问题引发的线路运行事故的报道，因而耐张线夹的压接及安装质量严重影响输电线路的安全运行[1-4]。

此研究以西北地区某110kV 线路引流线线夹烧熔事件为例，通过外观检查、结构尺寸测量及材质分析等试验手段，分析查找引流线夹烧熔的真实原因，为全面开展同类问题的排查处理提供科学依据。

1 概述

2019 年11 月6 日0 时34 分，某110kV 线零序过流Ⅲ段保护动作，开关跳闸，重合闸动作成功，B相缺相运行。2019 年11 月6 日14 时10 分，该线路所属供电公司输电运检中心巡视发现此110KV 线路铁塔中相引流线断裂。该线路全长15.191km，故障区段导线型号为LGJ-240/55，地线型号为1X19-9-1270-B，于2005 年11 月投入运行。

2 检验

2.1 样品部位说明

失效样品为螺栓连接引流线线夹，引流线线夹两个螺栓连接中段发生高温熔断，将其分A 与B 两侧，其整体形貌（如图1 所示）。

图1 样品示意图

2.2 宏观检查

该失效引流线线夹有2 个连接螺栓，烧断部位在2 个螺栓中间，断口可见明显的高温灼伤和熔化变形。两个螺栓螺母都存在高温烧熔现象，并且在压合面附近螺栓及螺母存在长期高温运行造成的氧化发黑现象，（如图2、图3 所示）。从图2 可以清晰看到线夹铝材烧熔时上部垫片对其形成的圆形压痕，同时图3 中垫片因高温烧熔与铝质线夹紧密结合为一体。从线夹两个螺栓及垫片表面烧熔部位形貌判断，线夹安装时，在引流线线夹连板上加装了垫片，再将其与耐张线夹引流板连接；同时，从线夹A 侧螺栓连接螺母下部锈蚀现象看出，螺栓存在松动，并未压紧引流线线夹连板与耐张线夹引流板。

图2 引流线线夹A 侧

图3 引流线线夹B 侧

以螺母为界点将螺栓分为上下两部分，并测量其直径，结果见表1。对螺栓螺距进行测量，为2mm。结合下表直径测量结果，判断该螺栓为M16 普通螺栓。

表1 螺栓直径测量/mm

2.3 材质分析

将引流线线夹及连接螺栓原始表面打磨清洗后进行光谱分析，分析结果见表2、表3：

表2 引流线线夹材质分析（质量分数/%）

表3 螺栓材质分析（质量分数/%）

失效引流线线夹的铝含量超过99.5%，符合DL/T 346-2010 《设备线夹》 中“设备线夹本体按GB/T 1196，采用铝含量不低于99.5%的铝材制造”要求。从螺栓材质分析及尺寸测量结果看，该螺栓为普通碳钢粗牙螺栓，因未提供螺栓设计资料无法对测量结果进行对比[5]。

3 原因分析

耐张线夹引流板与引流线线夹连板均为铝质，参考GB 50233-2014 《110～750kV 架空输电线路施工及验收规范》中8.6.15 条相关要求，即“铝制引流连板及并沟线夹的连接面应平整、光洁，安装应符合下列规定：（1）安装前应检查连接面是否平整，耐张线夹引流连板的光洁面应与引流线线夹连板的光洁面接触；（2）使用汽油洗擦表面污垢后，应先涂一层电力复合脂，再用细钢丝刷清除有电力复合脂的表面氧化膜；（3）应保留电力复合脂，并应逐个均匀的紧固连接螺栓。螺栓的扭矩应符合该产品说明书的要求”。按照标准工艺规范要求，应该将两块铝板导电接触面打磨平整后直接进行连接，但检查样品时却发现两块连板之间垫有一块带有镀锌层的垫片（垫片厚度3.46mm），导致铝质连板之间未能相互接触，电流只能通过垫片及螺栓传导[6]。

因垫片及螺栓材质为钢，其电阻远大于铝，且连接部位接触面积很小，运行中会使局部区域电流密度过大严重发热。由于螺栓、垫片、螺母接触部位长期发热使得材料表面锈蚀、氧化，从而失去导电性，导致接触面接触电阻增大，进一步引起连接部位发热。从样品中可以看出垫片两面的镀层部分脱落和变色，靠近中心部位有大面积烧蚀现象。

随着材料表面的氧化、锈蚀和烧损使得螺栓紧固力下降，导体之间间隙进一步增大，引起局部放电和电弧，造成温度快速升高，最终导致螺栓与连板接触点烧熔并造成连板融化断裂。

4 结论

因安装缺陷导致耐张线夹引流板与引流线线夹连板结合面未有效接触，运行中连接点局部发热，最终造成线夹连接螺栓烧损及连板烧断。

5 意见及建议

为了防止此类事故的再次发生，以及保障电网安全及供电可靠性。建议：

（1）严格安装相关技术规范进行线路安装、验收，尽早发现和消除安装缺陷；

（2）加强对同类线路检查，结合线路负荷变化情况提高红外测温频次，做好图文记录及温度变化趋势对比分析，发现异常情况及时处理；

（3）对耐张线夹定期检修，保证线夹连板接触面导电良好，防止接触面与空气接触导致锈蚀或氧化；

（4）保证引流线线夹与连板连接螺栓紧力，加装防松垫片，避免由于螺栓紧力不足造成接触面松动。