雙分裂導線連接量具異常發(fā)熱原因分析與研究（電力）
雙分裂導線連接量具異常發(fā)熱原因分析與研究（電力）
李陽林，周龍武，張宇，鄒建章，饒斌斌，況燕軍
（國網(wǎng)江西省電力科學研究院，江西南昌 330096）
摘 要：針對一起雙分裂導線連接金具異常發(fā)熱的缺陷進行了深入分析，發(fā)現(xiàn)耐張引流線夾接觸不良是導致連接金具發(fā)熱的主要原因。通過進一步的建模與仿真計算發(fā)現(xiàn)，隨著雙分裂導線某子導線耐張引流線夾接觸電阻的逐步增大，該線夾處的發(fā)熱功率呈現(xiàn)逐步增大的趨勢，當接觸電阻增大到一定程度后，由于子導線的分流作用，該線夾處的發(fā)熱現(xiàn)象會逐步轉(zhuǎn)移至連接金具，而接觸電阻的拐點電阻的大小與連接金具本身的電阻值密切相關。通過這一特征規(guī)律的研究，為紅外有效檢測輸電線路連接金具和耐張引流線夾的發(fā)熱缺陷提供了參考依據(jù)。
關鍵詞：輸電線路：雙分裂導線；連接金具；異常發(fā)熱：紅外檢測
中圖分類號：TM75 DOI：10.11930/j．issn．1004-9649.2016.05.035.04
0引言
為了提高輸電線路的輸送能力，減少電暈損耗和線路電抗，通常在220 kV輸電線路中采用雙分裂導線。連接金具主要是用來將絕緣子組裝成串，懸掛在桿塔上，在耐張段，耐張線夾與絕緣子串的連接也是由連接金具組裝在一起。架空輸電線路的發(fā)熱故障多集中在耐張引流線夾、接續(xù)管、跳線線夾等引流連接部分，也常有架空地線連接金具發(fā)熱故障的報道。雙分裂導線連接金具不承載電流，因此，雙分裂導線連接金具的發(fā)熱缺陷往往表現(xiàn)的不明顯，鮮有文獻報道。然而，在江西電網(wǎng)某220 kV輸電線路上卻連續(xù)發(fā)現(xiàn)了多起耐張連接金具異常發(fā)熱的缺陷。若連接金具發(fā)熱的缺陷未及時發(fā)現(xiàn)，長期過熱，會嚴重損害連接金具，引起輸電線路故障。本文在一起典型雙分裂導線連接金具異常發(fā)熱缺陷分析的基礎上，得出了雙分裂導線連接金具和耐張引流線夾發(fā)熱機理的一般規(guī)律特征，為耐張引流線夾和連接金具發(fā)熱的準確檢測提供了參考依據(jù)。
1雙分裂導線連接金具的異常發(fā)熱現(xiàn)象
迎峰度夏期間，在例行的紅外測溫工作中發(fā)現(xiàn)了某220 kV輸電線路108號桿塔B相大號側(cè)連接金具存在嚴重過熱現(xiàn)象，紅外測溫顯示為171℃，負荷電流為526 A,而耐張引流線夾卻無明顯的過熱現(xiàn)象，正常情況下連接金具是不通流的．而其異常發(fā)熱的現(xiàn)象顯得比較特殊（見圖1），其中，該輸電線路導線型號為2xLGJ-300/25．雙分裂導線的排列方式為垂直排列。
2異常發(fā)熱原因分析
載流導體發(fā)熱的能量是由電阻焦耳熱產(chǎn)生．當載流導體投入運行時，由于存在一定的電阻．必然有一部分電能損耗，從而使載流導體的溫度升高。由此產(chǎn)生的發(fā)熱功率為
A：R為載流導體的直流電阻，
；K f為附加損耗系數(shù)，表明在交流電路中及趨膚效應和鄰近效應
時而使電阻增大的系數(shù)。
由式(1)可知，只有存在接觸電阻且電流通過時．才會產(chǎn)生發(fā)熱缺陷。仔細觀察圖1可知，該連接金具是由鋼錨一平行掛板一調(diào)整板一直角掛板一二聯(lián)板一直角掛板一調(diào)整板一平行掛板一鋼錨構(gòu)成的同路，且發(fā)熱點主要集中在螺栓連接處，正是接觸電阻較大的部位，因此，可判斷該連接金有電流流過．2個鋼錨之間存在電勢差。
結(jié)合運行經(jīng)驗，輸電線路長期運行后，耐張引流線夾螺栓連接處易產(chǎn)生松動，導致接觸電阻增大．而且隨溫度的增高接觸電阻呈增高趨勢，因此．若耐張線夾螺栓連接處存在較大接觸電阻，將導致兩分裂子導線電流分布發(fā)生變化，引起分裂子導線連接金具處產(chǎn)生電勢差，使連接金具流過電流，導致連接金具中平行掛板和直角掛板螺栓處過熱。在此分析的基礎上，更換了故障處上、下子導線的耐張引流線夾。在更換過程中，發(fā)現(xiàn)上子導線耐張線夾引流板螺栓存在明顯的松動現(xiàn)象，且耐張線央引流板表面存在一定的氧化現(xiàn)象。更換后，進行了紅外跟蹤測試，未發(fā)現(xiàn)異常，連接金具異常發(fā)熱缺陷消失。由此可判斷，本次故障的主要原因為故障處上子導線耐張線夾引流板螺栓出現(xiàn)了松動現(xiàn)象，增加了接觸電阻，導致上下子導線連接金具處產(chǎn)生電勢差，連接金具通過電流．引起了連接金具的異常發(fā)熱。
3連接金具發(fā)熱規(guī)律仿真分析
3.1 模型建立
為了研究耐張引流線夾接觸不良而引起連接金具發(fā)熱的規(guī)律，進行如下仿真分析，其中，導線型號取2xLGJ-300/25，雙分裂導線的排列方式取垂直排列方式，潮流的流向取為由小號側(cè)流向大號側(cè)．一相兩分裂導線的結(jié)構(gòu)示意如圖2所示，連接金具由“鋼錨一平行掛板一調(diào)整板一直角掛板一二聯(lián)板一直角掛板一調(diào)整板一平行掛板一鋼錨”構(gòu)成。
3.2仿真計算
3.2.1 連接金具發(fā)熱規(guī)律仿真分析
為了研究其發(fā)熱規(guī)律，進一步做如下簡化：故障耐張塔兩側(cè)都是直線塔，且各段檔距相等，當兩側(cè)檔距數(shù)N=1時，其等效模型如圖4所示。
從圖5可知，當耐張線夾螺栓連接處接觸電阻增大時，耐張線夾螺栓連接處發(fā)熱功率
先呈現(xiàn)不斷增大的規(guī)律，當接觸電阻值
達到0.025
時，
出現(xiàn)拐點達到最大值，此后，隨著耐張線夾螺栓連接處接觸電阻的繼續(xù)增大，其發(fā)熱功率只呈現(xiàn)下降趨勢；而大號側(cè)連接金具整體發(fā)熱功率只
則隨著耐張線夾螺栓連接處接觸電阻的增大而不斷增大，最后呈現(xiàn)明顯的發(fā)熱現(xiàn)象。
3.2.2拐點電阻影響因素分析
計算，可得到如圖6所示的關系曲線。
由圖6可知，拐點電阻的值與連接金具的電阻值有關，當連接金具的電阻值增大時．其拐點電阻也呈現(xiàn)增大趨勢。
4結(jié)語
(1)通過對某220 kV輸電線路連接金具異常發(fā)熱現(xiàn)象原因的分析與處理，發(fā)現(xiàn)連接金具發(fā)熱的主要原因是由耐張引流線夾的接觸不良導致的。
(2)仿真計算結(jié)果表明，當雙分裂導線某子導線耐張引流線夾處出現(xiàn)接觸不良時，該線夾處的發(fā)熱功率呈現(xiàn)逐步增大的趨勢，當接觸電阻增大到一定程度后，由于子導線的分流作用，該線夾處的發(fā)熱現(xiàn)象會逐步轉(zhuǎn)移至連接金具．最終導致連接金具的出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。
(3)根據(jù)仿真計算結(jié)果，雙分裂導線耐張引流線夾處發(fā)熱功率出現(xiàn)下降的拐點電阻值的大�。c連接金具的電阻值有關，且隨連接金具的電阻值的增大而增大。
(4)通過以上分析可知，當雙分裂導線耐張引流線夾出現(xiàn)接觸不良時，其溫度最高區(qū)域有時不在線夾本體，而會轉(zhuǎn)移至連接金具。而目前現(xiàn)行的紅外檢測標準和運行規(guī)程，主要是強調(diào)對輸電線路接續(xù)金具和絕緣子的紅外檢測，因此，下一步可開展多分裂導線耐張引流線夾和連接金具的發(fā)熱機理研究，并據(jù)此研究檢測手段顯得尤為有意義。
