500kV输电线路子导线断裂原因分析

    摘要：输电线路的安全是保障稳定供电的重要基础，其正常运行与否对于人们生活以及社会生产有着极大的影响，如施工过程中存在任何质量问题，都有可能导致安全隐患的存在，造成的后果将是难以估量的。本文即对此进行分析并以2012年发生的真实子导线断裂案例进行分析，剖析导致其断裂的原因。

　　关键词：500kv输电线路；导线断裂；事故原因

　　一、引言

　　就我国当前在建的以及处于运行中的输电线导线的连接方式而言，不论是直线接续管或是耐张管均使用的是液压压接进行连接的，而对于此类具有隐蔽性工程的施工质量的管理，已经建立了相对完善控制体系。例如，部分施工单位聘请专业的工程监理单位加以监督控制、部分建设单位整体负责工程质量的监管、部分建设单位采用了“三级”质量监督体系，总体而言取得的效果还是良好的。然而，在完善的监督体系中假如出现细节上的疏忽，即有可能影响到整个监督体系的效果，导致工程质量存在质量问题进而埋下了诸多隐患。例如，输电线路子导线断裂、输电线路倒塌等问题，不仅影响到供电的需求甚至有可能引发难以估量的灾害。本文就以近年来发生的导线子导线断线的案例加以分析。

　　二、内蒙古一北京的托源安500kV输电线路案例分析

　　（一）工程简述

　　在2012年2月28日8时，该输电线路因受到冰雪天气的影响导致117号直线铁塔与相近导线出现严重覆冰现象。此外，在现场听到有冰块脱落声响，与117号相邻的18号部分线路的间隔棒发生破裂与子导线扭绞现象。经过对事故现场的故障检查并确认，在2012年2月28日11时58分左相（A相）线路发生跳闸现象。次日9时再次检查发现，117～118号档间隔棒相比28日损坏程度更加严重而且子导线已经从破损处脱出。12时间待冰雪融化后再次检查发现，118号塔的左相子导线在悬垂线夹发生断裂，导致大号侧子导线悬挂与联板上致使联板发生变形而小号侧子导线直接坠落地面。

　　（二）相关参数介绍

　　1.档距参数

　　该线路117～118十l号耐张段为耐一直一耐的结构形式，其中117号和118+1号为耐张塔，118号为直线塔，具体参数如表1所示"117一118号耐张段档距为497m，118一118+l号耐张段档距为211m，117一118+l号耐张段代表档距为424m。

　　2.导线参数

　　综上现场分析得知，该线路耐张段导线采用的紧凑型布置，导线的型号为6xLGJ-300/40型钢芯铝绞线，导线安全系数设计为2.6，而子导线采用双联双线夹且子导线采用的是正六边形布置，间距为3.75cm，三相导线使用的是倒等边三角形进行布置。LGJ-300/40型导线外径为23.94mm，截面积为338.99mm2，单位质量为1133kg/km，弹性模量为73GPa，线膨胀系数为19.6x10-6/0C，拉断力为87.609kN，安全系数为2.6。

　　（三）断线原因综合分析

　　1.断口形貌分析

　　根据上述参数以及结合事故现场收集的数据分析得知，117～118+1号档耐张段子导线断线的极限覆冰厚度为41mm，而实际事故发生时的覆冰厚度为27.4mm，表明导致事故的原因并非因覆冰超载。因此，综合此情况加以断口的形貌进行了分析，如下1图所示。从导线断裂断口可见有6根铝股线存在扭转剪切所致的45度斜角断面，说明该6根铝股线断裂是由于过大的扭转剪切力所致，其他铝股和钢芯断面形式为拉伸所致的颈缩断口。由于导线束的扭转，6根铝股线先行扭转剪切断裂是子导线断线的主要原因。

　　图1子导线端口形貌

　　2.子导线弧垂对导线束抗扭刚度的影响
　　根据图2中信息所示：虚线表示的是导线在其相邻间隔棒的横断面，而实线指的是导线某一间隔棒处在正常位置时的横断面。现设定在一个外力F作用于间隔棒，使之呈逆时针方向转动，f1-f6表示为2个间隔棒间的导线施加给间隔棒的力在其所处平面内的分力，而且此6个力因间隔棒旋转角度的变化而变化。从中可以得出，当导线外力小于f1-f6形成的阻力矩时，则可以导致导线翻转扭转。

　　图2导线扭转断面示意图