110kV输电线路断线浅析

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　　【摘要】展放导线施工不当产生导线金钩是造成输电线路障碍的重要原由之一，本文重点分析沿海一起输电线路断线原因及防范措施。
　　【关键词】输电线路，断线，金钩，腐蚀，浅析
　　一、线路基本情况：
　　闽南地区位于台湾海峡西岸，属南亚热带湿润气候区，年均气温20-21℃，年均降雨量911—1231毫米，常年风速较大，风力较强，平均风速为7.3米/秒，具有明显的海雾特征。
　　110kV永源线位于闽南沿海，为单回水泥双杆线路，导线采用LGJF-240/30，地线采用LGJ-50，距海岸线约1公里。从1994年投运以来，经过十几年的运行，在沿海盐雾的侵蚀作用下，2006年地线已出现多处断股，断股数达2-3股，拉棒锈蚀也比较严重，当年均对地线、拉棒进行更换。
　　二、断线原因排查：
　　2010年2月线路发生跳闸，重合不成功。经组织运行人员对该线路进行事故巡视，当检查到#59-#60档时，发现中相导线已断落在地上。空旷的周边地带，没有外破的痕迹；当时线路处于轻载运行，可以排除导线重载、接触不良过热断线；断线时还不到雷雨季节，在GPMS雷电定位管理系统中也没有发现落雷记录，可以排除雷击断线的可能；2010年5月份对110kV永源线后段导线进行更换时，发现导线还有多处金钩，由此证实之前的推断是合理的。
　　三、断线原因分析：
　　防腐型钢芯铝绞线的技术参数：LGJF-240/30钢芯铝绞线是由7根镀锌钢芯，外包2层，内层12股，外层14股的26根铝线组成。在钢芯上表面有一层极薄的、粘着性好的薄膜，能抗H2S、SO2气体和盐雾的侵蚀，抗大气，耐老化，能经受雨、雾、露水等的经常性侵袭。
　　由于施工时展放导线不当，致使出现金钩，使外层铝线与钢芯受到损伤，并存在一定的缝隙。同时，氯离子含有一定的水合能，易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝排挤并取代氯化层中的氧，把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物，使钝化态表面变成活泼表面，从而引起钢芯发生腐蚀。引起钢芯发生腐蚀的形式主要表现有以下几种情况：
　　1、点蚀：以针状腐蚀开始，由于腐蚀的产生，受腐蚀部位变黑色或变成深褐色，特别是在近海地区严重腐蚀环境中，点蚀的深度增加，使表面呈现受腐蚀的外观。
　　2、缝隙腐蚀：是在氧气不足的情况下产生的，由雨水或冷凝水形成的含水电解液也可导致缝隙腐蚀的产生，特别在裂缝非常小、氧气很难渗进的地方常出现缝隙腐蚀。
　　3、电化学腐蚀：当两种电化学势能差很大的金属相互接触过程中可能产生这种腐蚀。如果水汽把这两种金属连接起来就产生一个电流回路，合成电流将显著地增加容易产生化学反应的金属的腐蚀速度。
　　4、应力腐蚀开裂：钢芯处于氯化物水溶液环境中时可能产生氯离子应力腐蚀开裂，在海雾环境，钢又处于很高的拉应力作用下，而且气温又超过正常的环境温度，就会产生应力腐蚀开裂。
　　根据大气中腐蚀的主要影响因子，得出的腐蚀速率经验计算公式：
　　M=0.484T0.701W0.075H8.202S-0.022Y-52.67
　　式中：M—碳钢在大气中的腐蚀量，mg/(dm2•d)；
　　T—地区气温，℃；
　　W—地区湿度，%；
　　H—海盐粒子量，mg/L；
　　S—SO2量，mg/(dm2•d)；
　　Y—降水量，mm.
　　可以看出，对暴露在空气中的腐蚀相关因素为气温、湿度、海盐粒子量（主要为氯离子腐蚀）和SO2量。
　　经对5月份更换的导线进行检查，发现在钢芯和铝导线的金钩处之间夹塞中有大量浅白色的腐蚀产物，断线点两侧腐蚀程度呈减弱之势，在20厘米处的钢芯还是完好没有腐蚀现象，110kV永源线因施工工艺不佳（人力拖地展放）放紧导线时产生金钩，在铝股和钢芯之间出现一定的缝隙，在铝绞线与钢芯之间的防腐蚀薄膜，长期暴露在外，而失去阻挡海雾对钢芯的腐蚀。导线钢芯经十几年的腐蚀，钢芯截面慢慢变小，加之在横向风力，尤其是强台风吹袭下的振荡张力，部分钢芯在导线拉力的作用产生断裂，导线机械强度逐渐降低，造成断股，最终导线使用应力超过该点导线机械强度，从而发生导线断线事故。
　　四、防范措施：
　　为防止类似事件再次出现，对施工、运行单位提出几点防范要求：
　　1、放线过程中应严格对导线进行外观检查，不应发生磨伤、断股、扭曲、金钩、断头等现象，放线，紧线时如导、地线有损伤，应按规程规定的要求处理。
　　2、导线放线滑车采用铝轮（或尼龙轮、硅轮胶轮），轮径为导线直径的18~24倍，转动灵活摩擦系数要小于1.007%，地线放线滑车采用钢轮，轮径为地线直径的15倍。
　　3、人力拖地放线最易损伤导、地线，对有可能擦伤导线的利石地面、厂房、临时搭盖处要布放麻布等防磨。
　　4、当导线采用钳压管连接时，应清除导线表面和管内壁的污垢。连接部位的铝质接触面应涂一层电力复合脂，用细钢丝刷清除表面氧化膜，保留涂料，进行压接。压口数及压口位置，深度等应符合规范规定，应防止出现鼓包，在压接两端涂上防腐剂。
　　5、尽可能改变导、地线人力拖地的展放方式，采用张力放线使导、地线处于悬空状态，可让导、地线磨损减少。
　　6、采用高倍望远镜对全线及相邻线路的导、地线进行检查，如有存在金钩、破股、鼓包等缺陷应及时安排处理。
　　五、结束语
　　本次断线事故主要是施工时导线施放不当产生金钩，而使导线钢芯遭到海雾的直接腐蚀，加速导线钢芯老化，缩短导线的使用寿命，最终造成断线。输电线路作为电网的重要一环，近年来得到越来越多的重视，其维护工作也在逐步提升和创新，导、地线的隐患应该结合输电线路的不同部分特性，采取有针对性的排查、控制措施，维持设备的健康水平，确保电网的安全可靠运行。
　　参考文献：
　　[1]杨鹏，电力架空线路运行、维护、施工技术手册，中国电力出版社，2009
　　[2]肖纪美，金属材料的腐蚀问题--腐蚀金属学．北京：中国工业出版社，1962
　　[3]张文奇，石声泰，肖纪美主编．金属腐蚀手册．上海：上海科技出版社，1987
　　[4]初世宪、王洪仁编著，工程防腐蚀指南（2006年2月第一版），化学工业出版社出版。