输电线路铝包钢地线耐张线夹处断线原因分析及对策

史如新

摘要： 针对输电线路铝包钢地线耐张线夹处地线断裂导致地线掉落，组织技术人员进行分析，得出线夹断裂原因是由于线夹引流板侧钢锚位置铝管未按规程要求进行压接，导致该部位在运行过程中受到交变弯曲和扭转应力作用。长期运行后，导致铝包钢钢丝疲劳断裂，并使剩余钢丝承载力不足而瞬间断裂，并给出了预防措施和运行线路上此类缺陷的整改方案。

关键词： 铝包钢地线 断线原因 分析 对策

0 引言

输电线路导地线断线是输电线路运行中的严重事故，发生后将导致线路停运，同时极易引起线路倒塔、导地线掉落等严重后果，2012年，本地区110千伏线路接连发生了两起铝包钢架空地线耐张线夹压接处铝包钢绞线断裂导致地线掉落的事故，本文对此类事故的处理过程和缺陷原因进行了分析，并针对类似情况，制订了整改措施和方案。

1 断裂线夹试验

根据文献和相关运行经验判断，造成线夹内绞线断裂的原因可能有以下几种，分别为：

（1）铝包钢绞线本身存在质量问题或压接施工对绞线造成损伤，使绞线承载力下降，从而导致绞线断裂；

（2）绞线上通过故障电流，导致绞线发热后使得承载力下降，导线断裂；

（3）绞线实际运行条件与设计条件不符，从而导致绞线断裂；

（4）长期运行，疲劳导致断裂。

从事故过程看，两只失效线夹型号一致，投运年限相近，且断裂位置和形式基本一致。省电科院对断裂试样进行了外观检查、X射线检测、金相组织观察、微区显微硬度检测、断口扫描电镜观察等试验，以明确铝包钢绞线断裂具体原因。

1.1 压接情况外观检查及X射线检测

两起事故所用线夹型号为NY-50BG，型号与铝包钢绞线型号配合正确。从外观看，所有耐张线夹出口侧均按工艺要求进行了压接操作，从压接痕迹上大致能判断出，从钢锚出口向线夹出口方向压接约3次。另外，通过对线夹外观检查、解剖和X射线检测，均可发现流板侧钢锚位置铝管均未采用液压装置进行压接，不符合SDJ 226-87《架空送电线路导线及避雷线液压施工工艺规程》的要求。

失效的线夹，导流板侧钢锚位置铝管均未采用液压装置进行有效压接，而未失效线夹钢锚出口基本超过压膜边缘。另外通过外观观察可以发现，进行压接操作后，钢锚出口处外层铝包钢绞线均不同程度存在铝层受损现象。

1.2 金相组织分析及显微硬度测试

对断裂失效处铝包钢绞线取样，纵向面镶嵌、磨制、抛光及腐蚀后进行金相显微组织观察，并进行显微硬度测试。断口处共取试样2个，金相组织均为铁素体+珠光体，纵向纤维状组织明显，铁素体少量且呈纵向纤维状。

1.3 断口显微镜观察和扫描电镜观察

通过显微镜和扫描电镜对线断裂失效断口一侧进行断口分析。

2 线夹断裂原因分析

通过前文试验可得看出，铝包钢绞线断口附近微观组织呈正常的纵向纤维状组织，说明该部位未经受相变点以上高温作用，因此，由于故障电流使得绞线发热导致绞线承载力下降而断裂的可能性极小。

另外一方面，通过断口附近铝包钢绞线、远离断口位置绞线以及其它线路上力学性能正常铝包钢绞线显微硬度的对比可以发现，三者硬度值基本相同。而硬度值某种程度上反映了强度值，因此，认为该铝包钢绞线抗拉强度满足要求。

从断口分析上看，1#、2#、7#铝包钢绞线呈现明显疲劳断口特征，尤以1#、2#钢丝明显，能够看到疲劳断裂的贝纹线。而利用宏观检查和X射线探伤对压接情况检查可以发现，线夹在流板侧钢锚位置铝管均未采用液压装置进行压接，导致该绞线在长期运行过程中在钢锚出口位置产生疲劳载荷。

综上所述，铝包钢绞线显微组织正常，通过显微硬度侧面上反映了其力学性能满足要求，但由于压接时，线夹在流板侧钢锚位置铝管均未采用液压装置进行压接，在长期运行过程中的产生的疲劳载荷作用下，使得1#、2#、7#铝包钢钢丝疲劳断裂，继而由于剩余钢丝承载力不能满足使用要求而被拉断失效。

3 线夹断裂结论和建议

3.1由于故障电流使得绞线发热导致绞线承载力下降而断裂的可能性极小；

3.2铝包钢绞线显微组织正常，通过显微硬度侧面上反映了其力学性能满足要求；

3.3由于线夹流板侧钢锚位置铝管均未采用液压装置进行压接，在长期运行过程中的产生的疲劳载荷作用下，部分铝包钢钢丝产生疲劳断裂，导致绞线承载力不足使得整根绞线被拉断从而失效；

3.4部分未进行压接的线夹可能由于压接时超过了钢锚出口或疲劳周期未达到疲劳断裂失效时间等原因而未失效，尤其对于后者，难以预测和采取有效技术手段进行检测，因此，建议对该线路上所有该类型线夹进行检查，对引流板侧钢锚位置铝管未进行压接的线夹进行更换；

4 对策

4.1 线路运行单位在日常巡视和登杆检查过程中，应加强对线路金具的检查和红外测温，重点检查导地线耐张线夹的压接工艺是否满足《架空送电线路导线及避雷线液压施工工艺规程》的要求，发现缺陷和隐患要立即安排整改。

4.2 加强在基建、改造和检修工程中推行标准化作业，尤其是关键工序、特殊工序和隐蔽工程，施工人员必须按照施工工艺规范和标准化作业指导书进行操作。

4.3 加强工程的验收管理工作，明确施工管理人员、监理人员、运行单位验收人员必须对关键工序到点到位检查验收的职责。

4.4线路运行单位应组织全面排查输电线路铝包钢地线耐张线夹，对排查出的压接不规范线夹应进一步登杆确认，确定是否存在断裂隐患。

4.5根据线路实际情况进行整改消缺。

①对于交跨高铁、高速等重要交跨线路缺陷，立即安排消缺整改，采用更换预绞丝金具的方法进行消缺，不能立即安排也应采取临时保险措施确保不发生断线事故，在②对于投运年限较长的线路缺陷，尽快带电或结合停电采取更换预绞丝金具或开断重新制作耐张线夹的方式进行消缺。

③对于其他线路缺陷结合停电采取开断重新制作耐张线夹的方式逐步进行消缺，在两年内完成全部消缺工作。