500kV输电线路子导线断裂原因分析(2)

时间:2014-12-18 14:30 来源:www.fabiaoba.com 作者:周双勇等点击: 次

　　根据上图所示，6根子导线形成了一个稳定的运行状态，彼此相互影响或牵制，其中某根子导线的张力一旦出现过小现象，则与之对应的子导线阻力矩f（i=1，2，...，6}减小。由此可知，子导线弧垂误差直接影响导线束的抗扭刚度。

　　3.间隔棒数量和次档距对导线束抗扭刚度的影响

　　导线束的抗扭恢复力矩主要有2个来源，即M=M1十M2，M，是因导线束偏离平衡位置后，子导线张力合成的结果，因此可以用以下公式表达其力矩：

　　M1=-2×N×R2sinβ（0≤β≤π）（1）

　　其中：N为分裂导线根数；Fr为子导线张力；N，L为次档距长度；m，R为间隔棒分裂半径，b为间隔棒的扭转角。如表达式（1）中可以看出，恢复力矩M1与档距成反比例关系，档距越小则M1的值越大。M2代表的是子导线的抗扭刚度，M2的变化不仅与档距有关而且与间隔棒的扭握力息息相关，而且M2与前者属于发比例关系而与后者称正比例关系。

　　4.不均匀覆冰对导线扭转受力影响

　　我们知道随着地势海拔的不断升高，风速也就越大，而该线路的建设地理位置海拔较高。对于超高压架空线路而言，不仅受到的风速比平底要大得多而且呼撑高度也相应较大，而且由于该线路的导线的布置呈现悬链状导致高度不一的导线受到的风速不一致，承受的压力各不相同。对于分裂导线覆冰，冰凌首先在导线迎风侧覆结，当冰洁到一定直径时，背侧导线的覆冰量则较少，在子导线自身温度不相同的情况下产生不均匀覆冰，使得分裂导线束形成扭转力矩。此外，由于各相导线的表面电场强度不尽一致，致使其承受的最大覆冰量之间存在较大差距，强度之间不一致，在外力的作用下受力不均匀。在覆冰量不均衡的影响下，极易导致导线束产生偏心扭转力矩进而影响到工程安全。

　　5.不均匀脱冰对导线扭转受力影响

　　根据调查发现该线路的覆冰在形式上与雾凇极为相似，导线与覆冰之间的粘附力较弱，在温度升高或风力的作用下容易发生脱落现象，并且受到重力以及振动等因素的影响。在脱落过程中导线夹挂点区域受到的剪切应力最大，而脱冰位置应力较为集中，进而导致子导线受力不一。在覆冰量不均匀的状态下，其他相导线束的覆冰在发生脱落时会产生较大的反扭转力矩，当此力大于导线自身间隔棒恢复力矩时极易导致线束出现扭绞现象。

　　6.分裂导线间距与导线直径比值对导线扭转振动影响

　　分裂导线间距与导线直径比L/D依经验取值为15-18。对于117-118+1号耐张段L/D为15.66，该取值偏小。如L/D取值偏小，导线抑制次档距扭转振动的能力偏弱，风流容易在导线的背分侧形成风流旋涡，分裂导线的次档距扭转振动就容易发生，而导线束整体抗扭刚度受到间隔棒数量以及L/D值的影响，后者数值越大则刚度越强。因此，为保障子导线的弧垂误差在可控范围之内，必须相应的提升导线束的整体扭转刚度。

　　结语

　　综上以上分析并结合当前现有资料和案例整理分析可知，导致该线路的500kv输电线路117-118+1号段发生子导线断裂的原因在于其受到了较大的剪切应力所致。正是在剪切应力的作用下致使子导线内部铝股被剪断，加之在覆冰不均匀的情况下冰块脱落造成的张力综合作用下致使最终发生断裂。因此，为保障输电线路的安全运行，降低子导线在外力作用下发生断裂的概率，首先要对每相子导线加以检测，将同相子导线间弧垂偏差控制在0.5cm之内以提升间隔棒的抗击子导线挤压力或拉伸力的性能，避免子导线发生扭转现象。其次，合理控制次档距和端次档距，根据工程现状减小档距并控制在30m之内。再次，适当增加偏心间隔棒数量以确保子导线在外力导致扭矩现象时能够产生反向扭转力，进而保障子导线处于相对平稳的状态之中。最后，在日常运行中加以日常的巡查维护，发现不稳定因素及时进行修正。

　　参考文献

　　[1]张宏志.500kV输电线路典型缺陷分析图册[M].中国电力出版社，2009-02-01

　　[2]刘彬。架空输电线路分裂导线扭转刚度的计算朱宽军[J].《电网技术》，2010年03

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