500kV超高压输电线路架空地线频繁断股原因分析朝潞蒙

朝潞蒙1郝环宇2

（1锡林郭勒超高压供电局内蒙古锡林浩特市026000；2内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古锡林浩特市026000）

摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。高压架空输电线路在远距离输电中发挥着极为重要的作用，作为一种典型的风振敏感结构，架空输电线路杆塔高、跨度大，所处环境复杂多变，极易受极端强风雨灾害天气的影响。因此，对架空地线的可靠性要求很高，如果地线的质量不良，其引起的线路故障将给电力系统的安全稳定运行带来极大的危害。本文就500kV超高压输电线路架空地线频繁断股原因展开探讨。

关键词：架空地线；断股；夹杂物；脱碳层

引言

电网安全事关公共安全、社会稳定，一旦发生大面积停电，造成的损失将不仅仅是经济问题，更是事关社会发展和公共安全的重大政治问题。诱发电网大面积停电事件的因素具有多样性、突发性和不确定性，输电线路存在点多面广，途径不同的区域，地质条件和气象条件多变，自然灾害及各种恶劣气候频发,导致电网安全运行面临巨大挑战。

1架空地线断股原因分析

蒙西电网某500kV输电线路的架空地线在运行过程中频繁发生钢绞线的断股损伤。该输电线路001—210号塔段挂网的架空地线为某电力线材厂生产的GJ-80型镀锌钢线，断面结构为1×19型，钢线整束外径为11.5mm，单股标称直径为2.3mm，钢线材质为65号钢，线路于2005年8月投入运行。自2011年4月开始，该线路的架空地线已累计发生10余次断股损伤，给线路的安全运行带来了极大的威胁。造成架空地线断股原因：（1）材料中存在夹杂物。无论是镀锌钢线的横截面还是纵截面，都存在严重的夹杂物缺陷。经能谱检测，夹杂物主要为硅酸盐类和氧化铝类，这两类夹杂物会破坏镀锌钢线基体的连续性，并导致应力集中，使钢线的横向力学性能恶化，钢线的加工性能变差，在轧制过程中形成线形或面形缺陷，从而降低钢线的塑性、韧性和抗疲劳性能。（2）热轧工艺不当。架空地线用钢绞线的材料为优质碳素钢热轧盘条，以氧气转炉或电炉冶炼，其供货状态为热轧态，是在连续热轧控冷工艺条件下形成的索氏体或珠光体组织的高碳钢盘条，又称为斯太尔摩盘条，如果轧制工艺控制恰当，能够达到较高强度和韧性。从断股钢线的显微结构来看，其微观组织为细小索氏体+网带状铁素体，且铁素体成分较多，这些铁素体是在热轧生产过程中，两相区冷速过慢形成的，且在随后的轧制过程中被拉伸，形成网带状，该组织的存在会在承受载荷时引发材料内部的受力不均，从而降低钢线材料的强度和韧性。（3）表层脱碳层不均匀。镀锌钢线表层存在不均匀的、深度为30~50μm的全脱碳层，已超过GB/T4354—2008对于65号钢表层总脱碳层深度≤2%d的要求。线材在加热、轧制和随后的空冷加工过程中均易产生脱碳现象，严重时会影响产品的质量，降低钢线的强度和抗疲劳性能。同时，镀锌钢线表层还存在深约16μm的线性开口和尖锐凹坑等缺陷，与标准中钢线表面应光滑，不应有裂纹缺陷的要求不符。这些裂纹及尖锐凹坑缺陷的存在，也说明钢线的加工工艺或模具存在问题，加工过程中在钢线表面形成了较多的不连续性缺陷，极有可能在钢线承受载荷时成为断裂的开裂源。

2完善架空输电线路维护检修的技术措施

2.1构建架空输电线路维护检修基础资料数据库

供电企业在进行架空输电线路维护检修的过程中，一定要注重数据资料的采集、整理和统合，构建相应的数据库。数据库中的数据不仅能够作为线路故障解决方案制定的依据，同时也能够为今后的维护检修工作提供参考。此外，还可以基于数据库资料对架空输电线路运行情况进行动态监测，若是发现故障问题，即可检索数据库，查找类似案例，从而及时有效的采取排除措施，促进架空输电线路运维检修工作效率的提升。

2.2加强状态检修

要进一步提升电网状态检修水平，加强对维护检修人员的业务能力培训和业绩考核，提升操作人员、监护人员的业务能力水平。加大对线路、设备运行的巡视和监测，对隐患及时处理。严格执行《电业安全工作规程》等有关规定，对电网运行实行问责负责制，出现问题严格追究相关人员和领导责任。同时加大资金投入力度，加大防误装置研究开发，提高其可靠性和适用性。制定切实可行的线路管理办法和考核奖惩制度，加强电网巡察消缺工作，加大专人巡察频次，对巡查结果建档立卡，对发现的缺陷和隐患要进行分类归档，切实抓好消缺工作。

2.3技术水平优化

首先，在条件运行的情况下，电力单位可以在当地人力市场当中招收具有相应技术水平的人才，通过这些人才来补强自身技术水平；其次，如果人才市场不具备补强条件，可以通过内部培训方法来进行补强，即围绕自身引进的技术，以具体应用方法为培训内容，此举可以保障培训难度降低，使人工更容易接收。同时在培训人选方面，建议选择较年轻、较具潜力的人员来进行培训，因为此类人员的思想尚未定型，对于新鲜事物的接收能力较强。

2.4架空导地线的防腐措施

架空导地线大多数是使用钢绞线或者铝绞线。导线受到空气中水分、盐类物质以及化学成分与钢芯发生反应，出现腐蚀。这种情况的腐蚀程度受到导线制造工艺的严重限制。导线腐蚀包含电化学腐蚀和化学腐蚀两种。电化学腐蚀常出现在导线外层。如果空气湿度逐渐增大，导线表面形成水膜，大气中二氧化碳、氧气以及其他物质在水膜中溶解，构成了电解液的薄层。电解液薄层同金属表面的氧化膜发生反应，发生了腐蚀。在导线内部存在金属电机电位差，铝线钢也会出现腐蚀。在铝线受到腐蚀之后，导线表面会形成白色粉末，使得导线变脆，使其使用寿命不断缩短。因此需要在钢芯线和铝之间刷涂有机材料，制作防腐蚀油脂，将腐蚀性气体以及雨露对钢线造成的腐蚀阻挡开来，从而让钢线寿命得以延长，使钢线寿命可以和铝线寿命匹配。由于防腐蚀油脂的加入，让导线重量有所增加，经过长时间的使用会造成导线老化。使用铝包钢芯铝绞线取代镀锌钢线，这样导线承力和接触金属是同样金属，不会构成原电池，电化学反应自然不会发生。

2.5对架空输电线路的检测技术进行完善

目前，我国供电企业对输电线路的监控大多还是采用人工的方式，对现代监控技术手段的应用十分稀少，这使得企业很难针对架空输电线路出现的故障问题迅速做出反应，往往在停电事故发生后才能组织人手进行解决。对此，供电企业应该加大资源投入，依托先进技术设备，构建系统智能的架空输电线路监控系统，强化线路检查维护的时效性，防患于未然。在监控系统构建的过程中，除了要加强先进技术设备的引入外，供电企业还应做好相关专业人才和管理人才的培养，避免出现人才储备不足的情况，否则也会对架空线路的运维检修造成不利影响。

结语

本文对500kV输电线路架空地线断股原因进行分析，并提出完善架空输电线路维护检修的技术措施，以防止同类断股损伤事件的再次发生，提高输电线路运行的安全性和可靠性。

参考文献

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