500kV間隔棒新型防脫落膠墊在輸電線

路中的應用及性能測試摘要：隨著我國500kV線路的運行時間增加，近年來多個省份都出現了500kV線路因間隔棒磨損子導線而斷線的事故，對電網的安全穩定運行帶造成嚴重的影響，而間隔棒膠墊脫落的缺陷在日常人工巡視中很難被發現，如何解決導線間隔棒膠墊脫落后磨損導線的問題，給線路運維部門帶來了新的挑戰。關鍵詞：500kV；間隔棒；膠墊；防脫落；0前言2016年以來，云南省發生了多次因間隔棒缺陷導致導線斷線的停電事故，通過大量的分析和研究發現：造成導線斷線的原因是間隔棒固定線夾內壁部分長期與導線外層相互摩擦、碰撞，而鋁合金材質的固定線夾強度大于導線外層鋁股的強度，致使導線鋁股不斷受到損壞，最終造成導線無法承受原有的應力而斷股、斷線，容易出現間隔棒缺陷的線路區段常常位于中重覆冰區、大風區、弧垂不平區段。1分析500kV線路導線間隔棒損壞是一種常見的線路缺陷，間隔棒承受的應力發生變化后（如比較重的覆冰、大風、導線弧垂運行后誤差等）導致其損壞，通常情況下間隔棒損壞后并不會對導線造成危害，但是有兩種情況比較特殊，他們的危害很大，往往能造成線路斷線，同時他們在日常巡視中又難以發現：1.1間隔棒固定線夾與膠墊之間出現了滑移，一段時間后致使膠墊從固定線夾內脫落，而間隔棒固定線夾無損壞，導線與間隔棒固定線夾內壁發生摩擦；發生此情況后，運維部門若不使用無人機進行專業精細化的巡視或人工停電走線，基本上無法發現，等到導線出現明顯的斷股時，受傷部位已經深入內層鋁股，甚至至鋼芯層。圖一間隔棒無損壞，但固定線夾內膠墊缺失1.2間隔棒受應力增加，關節處磨損加劇，造成間隔棒子線夾整個從關節處斷開，或是線夾活動側單片脫落，間隔棒固定線夾損壞后，該位置的子導線因失去了間隔棒的限制作用，會向外撐開，使導線抵住間隔棒固定線夾剩余部分；隨著固定線夾內膠墊的掉落，固定線夾剩余的部分就對導線進行摩擦、切割等動作;圖二初期固定線夾使導線磨損斷股圖三長期磨損后，導線部分只剩鋼芯造成以上兩種情況主要是因為原間隔棒膠墊設計存在不足之處，膠墊上防止其滑動、脫出的限位釘使用效果不佳，一是限位釘過于短小，凸起部分僅僅有一小部分卡在固定線夾內壁的凹槽中，超負荷應力作用后，限位釘無法保持膠墊與固定線夾的相對位置；二是膠墊依靠間隔棒固定線夾的握力提供閉合，一旦固定線夾損壞后，膠墊也會在很短的時間內隨之脫落；三是間隔棒安裝時的工作人員安裝不到位，限位釘沒有被正確的卡在固定線夾內壁的凹槽上，導致膠墊與固定線夾之間出現了縫隙，大大減少了線夾的握力矩值；所以要徹底解決上述問題，改進或重新制作一個新型的防脫落膠墊是值得的。2措施通過設計、研究，我們制作了一種膠墊，針對目前膠墊存在的不足之處，進行了相應的改進和加工：2.1限位功能方面原有限位釘因使用效果不佳，我們在此基礎上增加了限位臺，分別設計在膠墊的兩端，足夠的厚度和截面積保證了膠墊和間隔棒固定線的相對位置，及時間隔棒線夾發生滑移后，膠墊也能夠始終保持在線夾內部并且包裹住導線，不發生脫落；2.2閉合功能方面原有的膠墊在失去間隔棒固定線夾的夾持力后就會脫落，為了解決該問題，我們設計了4組卡釘機構在限位臺上，通過子母閉合的方式后，即使脫離了間隔棒固定線夾的夾持，膠墊依然能夠穩定的包裹在導線上，可以很好的防止間隔棒摩擦導線；2.3標示功能方面原有的膠墊為深黑色，且藏于間隔棒固定線夾內，在日常巡視中不宜被觀察到，我們將新型防脫落膠墊外露部分設計成醒目的黃色，方便運維人員直接觀察，膠墊是否脫落、變形都能夠一目了然；2.4其他功能方面在改進的同時，我們考慮到了新型防脫落膠墊的老化、積水問題，所以我們在限位臺內徑口上設計了防塵罩，防止長時間運行后、雜質灰塵進入到膠墊內，同時限位臺的各面上設計了排水孔，在雨水沖刷后能夠及時排水，防止積水。圖四間隔棒新型防脫落膠墊的設計工作時，作業人員通過該膠墊卡入間隔棒固定線夾中，之后合上固定線夾并將子母卡釘進行閉合，包裹住導線，該安裝工作就完成了，安裝簡單快捷。3應用場景及性能測試3.1應用場景此膠墊應用場景很明確，凡是發生非間隔棒質量問題的缺陷區段，如：中重覆冰區段、大風區段、孤垂不平區段等等，均用此膠墊替換原有膠墊并進行安裝，其他及正常的區段暫時不用進行替換，可繼續沿用原膠墊運行。3.2性能測試1.材料的選擇為了驗證材質的可靠性，我們選用的膠墊材料與原膠墊材料一致，為三元乙丙類的合成橡膠；1.材料性能測試我國電力行業的新標準DL/T1098-2016《間隔棒技術條件和試驗方法》中對合成橡膠元件性能試驗檢驗項目指標規定見下表。

表1合成橡膠元件性能試驗檢驗項目項目技術指標依據標準300%定伸應力（Mpa）N9.8GB/T528拉伸強度（Mpa）N16.1GB/T528拉斷伸長率N350%GB/T528硬度（邵爾A）67?73GB/T531.1壓縮永久變形（短時間）=3.5%HG/T3843壓縮永久變形[（23±2）°C,24h]<10%GB/T7759壓縮耐寒系數[（-40±1）C]N0.4HG/T3866回彈性58%?82%GB/T1681體積電阻率（Q?cm）(1.1?9.5)X10"5GB/T2439耐臭氧老化性能（25°C，72h）不龜裂GB/T7762阻尼系數-40C?+40C，25Hz0.4?0.1GB/T9870.1我們選用的三元乙丙類的合成橡膠在上述11項試驗檢驗項目中，額定指標均優于要求的技術指標，在材料性能測試上滿足要求。1.握力試驗為了驗證我們選用的新型防脫落膠墊不會造成間隔棒原有的性能下降，現場測試時，我們僅更換膠墊，間隔棒其余部件不做改變，測試選用的是型號為LGJ-400/50的鋼芯鋁絞線，型號為FJZ-400/50的間隔棒；1.扭握力試驗在正常運行或微風振動情況下，線路要求間隔棒線夾能夠穩固的握緊導線，防止導線在線夾中轉動摩擦，在發生不均勻的覆冰或其他原因使導線發生扭轉時，線路同樣要求間隔棒線夾能夠握緊導線，等覆冰脫落后，導線又可以恢復到之前的狀態。行業標準DL/T1098-2016中規定，以不超過4N?m/s的速率對線夾施加扭矩至規定值，恒定1min，繼續加大扭矩至產生滑移，記錄扭握力矩最大值。對于螺栓壓蓋式線夾和鉸鏈式線夾，當線夾轉過導線外層1根單股線徑時判定為滑移；表2間隔棒線夾扭握力矩規定值導線外徑扭握力矩N?m螺栓壓蓋式線夾和鉸鏈式線夾DW34.340經過測試后，使用新舊膠墊的間隔棒線夾扭握力矩未出現下降，當加力出現滑移時，線夾始終保持在膠墊兩側內。1.順線握力試驗行業標準DL/T1098-2016中規定，將線夾安裝在受張導線上，導線張力一般取25%RTS（RTS為額定拉斷力），以不超過100N/s的加速率順導線方向對線夾施加作用力至2.5KN，恒定1min，繼續增大力值直至線夾滑移，記錄握力值。當有橡膠墊的線夾與導線之間的位移量超過5mm時，判定為滑移;經過測試后，在加力為2.5KN/min的情況下，新型防脫落膠墊未發生滑移，當加力出現滑移時，線夾與膠墊同時向導線方向緩慢移動，線夾始終保持在膠墊的兩側內；通過以上實驗，證明了新型膠墊的設計在相關工況下不會造成原有的性能下降，并且也實現了設計的最終目的，很好的保證了膠墊不會從固定線夾中脫落出來。4結論間隔棒損壞是常見的一種線路缺陷，但間隔棒損壞后如何使其不對導線造成傷害，是目前急需解決的問題，由于目前無法保證間隔棒在生產、安裝、運行環節的質量，所以我們在設計新型膠墊時，從直接原因入手，就是要解決目前間隔棒固定線夾中膠墊會脫落的問題，通過將原有的膠墊進行改進，避免了膠墊在各種工況