輸電線路鋁包鋼地線耐張線夾處斷線原因分析及對策

史如新

摘要： 針對輸電線路鋁包鋼地線耐張線夾處地線斷裂導致地線掉落，組織技術人員進行分析，得出線夾斷裂原因是由于線夾引流板側鋼錨位置鋁管未按規程要求進行壓接，導致該部位在運行過程中受到交變彎曲和扭轉應力作用。長期運行后，導致鋁包鋼鋼絲疲勞斷裂，并使剩余鋼絲承載力不足而瞬間斷裂，并給出了預防措施和運行線路上此類缺陷的整改方案。

關鍵詞： 鋁包鋼地線 斷線原因 分析 對策

0 引言

輸電線路導地線斷線是輸電線路運行中的嚴重事故，發生后將導致線路停運，同時極易引起線路倒塔、導地線掉落等嚴重后果，2012年，本地區110千伏線路接連發生了兩起鋁包鋼架空地線耐張線夾壓接處鋁包鋼絞線斷裂導致地線掉落的事故，本文對此類事故的處理過程和缺陷原因進行了分析，并針對類似情況，制訂了整改措施和方案。

1 斷裂線夾試驗

根據文獻和相關運行經驗判斷，造成線夾內絞線斷裂的原因可能有以下幾種，分別為：

（1）鋁包鋼絞線本身存在質量問題或壓接施工對絞線造成損傷，使絞線承載力下降，從而導致絞線斷裂；

（2）絞線上通過故障電流，導致絞線發熱后使得承載力下降，導線斷裂；

（3）絞線實際運行條件與設計條件不符，從而導致絞線斷裂；

（4）長期運行，疲勞導致斷裂。

從事故過程看，兩只失效線夾型號一致，投運年限相近，且斷裂位置和形式基本一致。省電科院對斷裂試樣進行了外觀檢查、X射線檢測、金相組織觀察、微區顯微硬度檢測、斷口掃描電鏡觀察等試驗，以明確鋁包鋼絞線斷裂具體原因。

1.1 壓接情況外觀檢查及X射線檢測

兩起事故所用線夾型號為NY-50BG，型號與鋁包鋼絞線型號配合正確。從外觀看，所有耐張線夾出口側均按工藝要求進行了壓接操作，從壓接痕跡上大致能判斷出，從鋼錨出口向線夾出口方向壓接約3次。另外，通過對線夾外觀檢查、解剖和X射線檢測，均可發現流板側鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進行壓接，不符合SDJ 226-87《架空送電線路導線及避雷線液壓施工工藝規程》的要求。

失效的線夾，導流板側鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進行有效壓接，而未失效線夾鋼錨出口基本超過壓膜邊緣。另外通過外觀觀察可以發現，進行壓接操作后，鋼錨出口處外層鋁包鋼絞線均不同程度存在鋁層受損現象。

1.2 金相組織分析及顯微硬度測試

對斷裂失效處鋁包鋼絞線取樣，縱向面鑲嵌、磨制、拋光及腐蝕后進行金相顯微組織觀察，并進行顯微硬度測試。斷口處共取試樣2個，金相組織均為鐵素體+珠光體，縱向纖維狀組織明顯，鐵素體少量且呈縱向纖維狀。

1.3 斷口顯微鏡觀察和掃描電鏡觀察

通過顯微鏡和掃描電鏡對線斷裂失效斷口一側進行斷口分析。

2 線夾斷裂原因分析

通過前文試驗可得看出，鋁包鋼絞線斷口附近微觀組織呈正常的縱向纖維狀組織，說明該部位未經受相變點以上高溫作用，因此，由于故障電流使得絞線發熱導致絞線承載力下降而斷裂的可能性極小。

另外一方面，通過斷口附近鋁包鋼絞線、遠離斷口位置絞線以及其它線路上力學性能正常鋁包鋼絞線顯微硬度的對比可以發現，三者硬度值基本相同。而硬度值某種程度上反映了強度值，因此，認為該鋁包鋼絞線抗拉強度滿足要求。

從斷口分析上看，1#、2#、7#鋁包鋼絞線呈現明顯疲勞斷口特征，尤以1#、2#鋼絲明顯，能夠看到疲勞斷裂的貝紋線。而利用宏觀檢查和X射線探傷對壓接情況檢查可以發現，線夾在流板側鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進行壓接，導致該絞線在長期運行過程中在鋼錨出口位置產生疲勞載荷。

綜上所述，鋁包鋼絞線顯微組織正常，通過顯微硬度側面上反映了其力學性能滿足要求，但由于壓接時，線夾在流板側鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進行壓接，在長期運行過程中的產生的疲勞載荷作用下，使得1#、2#、7#鋁包鋼鋼絲疲勞斷裂，繼而由于剩余鋼絲承載力不能滿足使用要求而被拉斷失效。

3 線夾斷裂結論和建議

3.1由于故障電流使得絞線發熱導致絞線承載力下降而斷裂的可能性極??；

3.2鋁包鋼絞線顯微組織正常，通過顯微硬度側面上反映了其力學性能滿足要求；

3.3由于線夾流板側鋼錨位置鋁管均未采用液壓裝置進行壓接，在長期運行過程中的產生的疲勞載荷作用下，部分鋁包鋼鋼絲產生疲勞斷裂，導致絞線承載力不足使得整根絞線被拉斷從而失效；

3.4部分未進行壓接的線夾可能由于壓接時超過了鋼錨出口或疲勞周期未達到疲勞斷裂失效時間等原因而未失效，尤其對于后者，難以預測和采取有效技術手段進行檢測，因此，建議對該線路上所有該類型線夾進行檢查，對引流板側鋼錨位置鋁管未進行壓接的線夾進行更換；

4 對策

4.1 線路運行單位在日常巡視和登桿檢查過程中，應加強對線路金具的檢查和紅外測溫，重點檢查導地線耐張線夾的壓接工藝是否滿足《架空送電線路導線及避雷線液壓施工工藝規程》的要求，發現缺陷和隱患要立即安排整改。

4.2 加強在基建、改造和檢修工程中推行標準化作業，尤其是關鍵工序、特殊工序和隱蔽工程，施工人員必須按照施工工藝規范和標準化作業指導書進行操作。

4.3 加強工程的驗收管理工作，明確施工管理人員、監理人員、運行單位驗收人員必須對關鍵工序到點到位檢查驗收的職責。

4.4線路運行單位應組織全面排查輸電線路鋁包鋼地線耐張線夾，對排查出的壓接不規范線夾應進一步登桿確認，確定是否存在斷裂隱患。

4.5根據線路實際情況進行整改消缺。

①對于交跨高鐵、高速等重要交跨線路缺陷，立即安排消缺整改，采用更換預絞絲金具的方法進行消缺，不能立即安排也應采取臨時保險措施確保不發生斷線事故，在②對于投運年限較長的線路缺陷，盡快帶電或結合停電采取更換預絞絲金具或開斷重新制作耐張線夾的方式進行消缺。

③對于其他線路缺陷結合停電采取開斷重新制作耐張線夾的方式逐步進行消缺，在兩年內完成全部消缺工作。