关于500千伏输电线路工程导线钢芯断裂的原因分析

关于500千伏输电线路工程导线钢芯断裂的原因分析

罗意

四川蜀能电力有限公司成都蜀达分公司，610051

摘要：随着新时代的高质量发展的要求，我国输电线路工程的施工规模必将越来越大，运行输电线路公里数越来越多，对于施工质量和检修作业的控制要求也必将越来越高。因此必将质量检测及运行安全放在首位，基于此，本文对输电工程中近年来通过X光探伤无损检测发现的导线钢芯断裂的原因进行了分析。

1.根据《国家电网有限公司关于印发十八项电网重大反事故措施（修订版）的通知）》要求对输电线路“三跨”（跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道）的耐张线夹进行无损检测。随着现在输电线路检测手段的不断升级，目前采用的架空线路导线线夹X 射线数字成像检测成为常规检测手段，其检测设备价格25万-50万之间，主流脉冲式X射线机具有质量可靠耐用，穿透能力强，成像效果清晰，能无线控制，迅速简单，设备便携，判断缺陷直观等优势，能满足日常一切线夹检测，采用电池供电，能耗低，一块电池能满足3天全天拍摄（配备两块电池），2人操作检测设备检测效率能达到96点/日。

脉冲式X射线机

  2.随着近年来开展检测的带电运行输电线路逐渐增多，数据显示多处导线钢芯断裂的情况不断发生，本文以2019-2022年带电运行检修的500千伏输电线路发现导线钢芯断裂为例进行分析研究。

检测工艺及设备参数

       带电投运前X光检测图               带电投运1年后X光检测图

分析：1.经X光探伤无损检测如上图所示发现线路经过带电投运后发生机械断裂，严重影响运行安全，经实测及结合参数资料测得导线单股直径为4mm，导线截面积为673mm，钢芯损伤对导线拉断力未造成影响，经认真分析，损伤处外观无明显异常，输电参数未受影响，经外观检查耐张管铝管液压棱角处于同一平面，无液压弯曲变形情况，外观不存在严重腐蚀情况不存在腐蚀断裂情况，表面也未见铝股热熔现象，实测压后值符合液压施工工艺规范及验收规范，耐张线夹液压并未失效脱落。

内部钢芯断裂的耐张线夹

2.根据X光探伤无损检测提供的图影分析本次钢芯断裂为脆性断裂，断口整齐，未经过强烈机械形变断裂且不存在截面积缩减现象，主观判断符合瞬时断裂特征，且断裂钢芯位于铝股内，外铝股完好未见施工钢芯受损情况，如施工过程钢芯受损或受外力原因造成其断裂形态应为拉裂断口或明显外伤。

3.经现场地势分析及查阅运行线路的相关建设资料，依据现场地形一侧塔高于另一侧塔位置，因架空输电运行后的导线拉力影响，导线在线夹附近易出现应力集中现象，故位置较高的塔耐张线夹出口处为该档应力集中部位，在相同振动频率和振幅下，更易产生疲劳，大大降低导线及钢芯机械性能。现场地形查勘该档塔位为跨越公路，周边较为空旷微振频繁，在微振作用下，夹持区极易产生疲劳断股破坏，因钢锚位置与钢芯握力足够强，在剪切应力集中后无法释放，钢锚出口附近将是剪切应力释放的最佳位置，故而产生脆性断裂。

4.输电线路带电运行后其使用的导线钢芯钢材的力学性质也相应发生改变，如遇钢芯材质欠佳，机械疲劳导致断口也是引发断裂的原因之一。邀请第三方检测机构检测钢芯断口附近是否存在疲劳特征，对目前断裂的钢芯进行化学元素分析，

5. 综合目前可查的运行线路钢芯断裂特征，对比数据10处的导线钢芯断裂塔位处于相对高点为9处，且均为耐张塔。由于直线塔均采用悬垂线夹，可以随微振动释放应力，目前作者了解的运行线路尚未出现悬垂线夹附近受钢芯内力断裂的情况。

措施及建议：1.为避免导线线夹在液压过程中产生质量隐患，施工作业前必须对使用的各种规格的接续管及耐张线夹使用汽油清洗内壁的油垢并清除影响穿管的锌瘤与焊渣。对于各种耐张线夹清洗时应注意线束穿入深度，防止管内有锌渣堵塞造成线束穿入长度不足。

2.各管型在液压施工时，必须由经过专业培训的持证液压工进行操作，以其压力表指针达到80Mpa为准，每模压一次。压完第一模后，应立即用经检定合格精度不小于0.02mm的游标卡尺测量对边距，对边距必须达到或小于给定值（0.86D+0.2mm）后再继续施压。压完后按施压顺序逐模测量，每一模要测量三个对边距。对边距大于给定值时，必须旋转60度再补压一次，再用游标卡尺测量，直到对边距达到给定值为止。

3.液压施工完后应将飞边锉掉再用细砂纸将锉过处磨光，钢管施压后凡锌皮脱落者应涂以富锌漆以防生锈，各型管压接完后应在管端涂以封口漆，便于后期观察其脱落、滑移情况。

4.紧线施工完成后施工单位应组织开展第三方线夹X 射线数字成像检测，存留检测图像数据，避免运行多年后出现不明原因的导线断裂归于施工液压隐蔽质量问题。

5.为继续研究导线钢芯断裂的原因，运行单位应长期观察导线钢芯断裂档档内微动频率特征，并记录其数据用于日后该档检测发现问题后能提供支撑数据，相关科研单位应对发生断裂的耐张线夹解剖后进行微观检查，对钢芯断裂的导线进行抗拉试验，检测其数据是否满足额定拉力，分析是否能在导线钢芯断裂情况下满足线路安全运行的需求。

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