500kV输电线路架空绝缘地线
110～500kV架空送电线路施工及验收规范
中华人民共和国国家标准110～500kV架空送电线路施工及验收规范Code for construction and acceptanceof 110～500kV overhead transmission lineGB 50233-2005主编部门：中国电力企业联合会批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2005年10月1日中华人民共和国建设部公告第353号建设部关于发布国家标准《110～500kV架空送电线路施工及验收规范》的公告现批准《110～500kV架空送电线路施工及验收规范》为国家标准，编号为GB 50233—2005，自2005年10月1日起实施。
其中，第1.0.3、1.0.5、2.0.1（1、3）、5.1.2（1）、5.2.9、5.2.10（1、2、3、4）、6.1.1、6.2.1、6.3.1、7.1.1、7.3.1（1）、7.4.1、7.4.2、7.4.3、7.4.5（1）、7.4.8（3、5）、7.7.3（1）、9.2.2条（款）为强制性条文，必须严格执行。
原《110～500kV架空电力线路施工及验收规范》GBJ 233—90同时废止。
本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国建设部二00五年七月十九日前言本规范是根据建设部建标[2002]85号文件《关于印发“二00一～二00二年度工程建设国家标准制订、修订计划”的通知》的要求，在《110～500kV架空电力线路施工及验收规程》GBJ 233—90的基础上修订的。
本规范修订前曾广泛征求过意见，在编制过程中也将征求意见稿在全国范围内多次征求意见、多次会议讨论。
与原规范相比较，修订后的本规范删除了诸如浇筑合金锚头拉线、主角钢插入式基础的主角钢应连同铁塔最下段结构组装找正的规定等。
对难以检测的内容，如：基坑的回填夯实密实度的不同要求，作了简化处理。
增加了如下内容：1.基础工程中的灌注桩基础及冬期施工；2.杆塔工程中的钢管电杆施工；3.架线工程中的光缆架设施工；4.工程验收与移交中的竣工移交规定。
架空输电线路检修规范
架空输电线路检修规范第一章总则第一条为确保架空输电线路检修工作安全与质量，实现检修作业规范化，在总结我国输电线路检修工作多年经验的基础上，广泛征求各基层运行维护单位意见后，编制了本规范。
第二条本规范依据国家、电力行业相关标准及法规，并结合基层运行维护单位的现场检修经验进行编制。
第三条本规范主要内容包括：导地线、杆塔（含基础）、绝缘子、金具、接地装置和附属设施的检修，也包含了大型检修以及事故抢修。
第四条本规范适用于110（66）kV～500 kV交流架空输电线路， 35kV交流架空输电线路及±500kV直流架空输电线路可参照采用。
第五条各区域电网公司、省电力公司、运行维护单位可依据本规范编制实施细则或现场作业指导书。
第二章引用标准第六条以下为输电设备设计、制造及试验所应遵循的国家和行业的标准及规范，但不仅限于此：GBJ 233-1990 110～500kV架空电力线路施工及验收规范GB 2337-1985 预绞丝DL/T 683-1999 电力金具产品型号命名方法DL/T 741-2001 架空送电线路运行规程SDJ 226-1987 架空送电线路导线及避雷线液压施工工艺规程SDJ 276-1990 架空电力线外爆压接施工工艺规程DL 409-1991 《安全工作规定》DL 558-1994 《电业生产事故调查规程》国家电网公司《110（66）kV～500kV架空输电线路运行管理规范》国家电网公司《110（66）kV～500kV架空输电线路技术标准》国家电网公司《110（66）kV～500kV架空输电线路预防事故措施》国家电网公司《110（66）kV～500kV架空输电线路技术监督》国家电网公司《110（66）kV～500kV架空输电线路评估分析报告》第三章基本要求第七条一般要求(1)设备检修，是架空输电线路生产管理的重要内容之一。
各生产管理部门和运行维护、检修单位必须加强设备检修的管理，认真做好检修工作，使输电设备处于健康状态。
输电带电作业测试题库及答案
输电带电作业测试题库及答案1、220kV线路上进行地电位带电作业时，人身与带电体之间的安全距离不得小于（）m。
A、1B、1.5C、1.8D、2答案：C2、国家电网特高压骨干网架的建设应符合“科学规划，结构合理，（），经济高效”的目标要求。
A、技术先进、安全可靠、运行灵活、标准统一B、技术领先、安全可靠、运行灵活、标准统一C、技术先进、安全高效、运行灵活、标准统一D、技术领先、保障可靠、运行灵活、标准统一答案：A3、更换绝缘子串带电作业时，110kV线路良好绝缘子片数不得小于（）片。
A、5B、9C、16D、20答案：A4、在带电作业中，工具在击穿前通常都发出肢肢的放电声，这种由电介质的化学变化使耐电强度完全丧失的击穿过程，称为（）。
A、电击穿B、热击穿C、化学击穿D、电化学击穿答案：D5、风力大于5级，或湿度大于（）%时，不宜进行带电作业。
A、50B、60C、70D、80答案：D6、力的分解可按两种法则，即（）。
A、平行四边形法则和三角形法则B、平行四边形和投影法则C、三角形和三角函数法则D、四边形和图解法则答案：A7、交流架空输电线路等电位作业一般在（）kV及以上电压等级的电力线路和电气设备上进行。
A、10B、66C、110D、220答案：B8、接续管和修补管与悬垂线夹的距离不应小于（）米。
A、的B、5C、10D、15答案：B9、依据《110kV~750kV架空输电线路设计规范》，110kV线路要求悬垂绝缘子串的最少片数为（）。
A、4B、5C、6D、7答案：D10、在110kV线路上进行地电位带电作业时，绝缘操作杆的有效绝缘长度是（）m。
A、1B、1.3C、1.5D、1.8答案：B11、班组管理影响着公司生产决策的实施，因为决策再好，如果执行者不得力，决策也很难落到实处。
所以（）影响着决策的实施，影响着企业目标利润的最终实现。
A、团队B、深入C、班组管理D、班组监管答案：C12、在带电作业中用来挂接吊钩、吊杆、滑轮、卸扣等工器具的承重绝缘绳索工具是（）。
架空地线在输电线路中的作用
架空地线在输电线路中的作用摘要：架空地线在线路中有着十分重要的作用，它并不是可有可无。
而是真实存在这它独特的作用。
架空地线由于不负担输送电流的功能，所以不具有导线相同的导电率和导线截面积，通常是由钢绞线组成。
本文介绍了架空地线在实际中的应用，包括电气部分及机械部分，电气部分主要研究架空地线如何防雷击，机械部分简单阐述了安全系数的配合，并且对于一些地线断线事故做了简单的分析。
关键词：红河电网；输电线路；防雷技术；机械性能1.引言当前，输电线路的架空地线已经广泛应用，架空地线目前不仅仅简单充当避雷线，有时还会充当通讯线，这样成本就会降低很多，而架设地线的方式也有很多，按照现行规程对各级电压线路架设架空地线的要求有如下规定：（1）、330 kV及500 kV线路应沿全线架设双避雷线；（2）、220 kV线路应沿全线架设避雷线。
在山区宜架设双避雷线，但少雷区除外；（3）、110 kV线路一般应沿全线架设避雷线。
在雷电活动特别强烈地区，宜架设双避雷线。
在少雷地区或运行经验证明雷电活动轻微地区，可不沿全线架设避雷线，但应装设自动重合闸装置。
（4）、66 kV线路，负荷重要且所经地区年平均雷暴日数为30天以上者地区，宜全线架设避雷线；（5）、35 kV及以下的输电线路一般不在全线架设避雷线，只在进出线1—2公里长度内架设避雷线，主要是因为这些线路的绝缘水平较低，即使加装上避雷线来截住直击雷，往往仍难以避免发生反击闪络，因而效果不好。
在无避雷线的线路段，且多雷区及易受雷击点或在山顶高位的杆塔，可以在杆塔顶部装设避雷针作为防雷保护，但应改善杆塔的接地电阻。
本文就红河州地区实际情况，对避雷线的实际应用进行了分析，并通过其原理，理解其特质特性，红河州地区线路基本处于多山地区，多山地区易发生雷雨天气，所以此地区110 kV以上线路都要全线架设双根架空地线。
2.架空地线在输电线路中的作用2.1红河电网输电线路的特点红河州地处云贵高原西南部，地形起伏变化较大，地势总体西北高，东南低，最高海拔3074.3米，最低海拔76.4米。
携带型短路接地线技术标准 SD 332-89
注：①截面 16mm 只用于 500V 及以下线路和绝缘架空地线上。 ②用于直接接地系统时，接地线截面应取与短路线同一截面值。 护层材料应柔韧，在使用温度范围内，不龟裂，护层厚度不小于 1.0mm。 3.7 携带型短路接地线的线夹的要求。 3.7.1 线夹可用铜或铝质合金材料制成，材质特性应符合下列标准： 材质 铜质 铝质合金 抗拉强度不小于(MPa) 207 207 屈服强度不小于(MPa) 90 138 伸长率不小于(%) 6 1.5 3.7.2 线夹应保证其与电力设备及接地体的连接处电气接触良好，并应符合短路电流作用下 的动、热稳定的要求。 线夹主接触部分的钳口可制成平面式和颚状式。钳口的紧固力应不致损坏设备导线或固 定接地点。 3.7.3 线夹应和接线鼻一起配套供应，接线鼻可用铜质或铝质合金制成，其尺寸应和短路线、 接地线的截面，线夹的尺寸相匹配。线夹和软绞线部分的连接可以是压接，也可以钎焊。 3.7.4 导线端线夹可随所配接地线(短路线)截面大小分成若干规格， 线夹钳口的开度应能满足 产品所规定的待接地导线的截面范围。钳口主接触面尺寸应保证在产品规定的额定短路电
图 3 金属棒使用示意图 1—导线端线夹；2—接长用金属棒(单节或多节组成)； 3—金属棒端部的夹紧件；4—接地操作棒上的紧固头；5—短路线 表 1 接地线与短路线的最小截面 短路用铜导线截面 (mm2) 16 25 35 50 70 95 ≥120
2
接地用铜导线截面 (mm2) 16 25 25 25 35 35 50
3.4 携带型短路接地线在通过短路电流后，一般应予报废。 3.5 携带型短路接地线的选择应按所在电力系统实际最大短路容量决定，接地线和短路线相 配的最小截面见表 1。 3.6 短路线和接地线：携带型短路接地线的短路线和接地线应为多股铜质软绞线或编织线， 并应具有柔软和耐高温的特点，绞线应外覆透明绝缘层，即护层。
基于500kV同塔双回输电线路架空地线能量损耗分析
工业与信息化
基于500kV同塔双回输电线路架空地线能量损耗分析
Байду номын сангаас
于运涛 中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 山东 济南 250102
摘 要 近几年来，随着国家电力发展壮大的步伐连续不断加速，国家电网也获得快速发展壮大，基本上建立了完 整的远距离输电电网网架。为了更好地确保电力的稳定性，多搭建500kV同塔双回输电线路架空地线，这从一定程 度上降低线路占地面积过多和造价工程过高的难题，也增强了能量利用率。本文旨在对架空地线进行简单的介绍， 然后对能量损耗的原因进行大概的分析，提供一些参考意见。 关键词 架空地线；能量损耗；改进策略
1 架空地线概述 现代社会中，电是大家生产制造和日常生活不可或缺的关
键环节，架空地线在电力网中的使用极大程度上满足了社会经 济发展对电力网络提出的要求，给大家的日常生活提供了极大 的方便和快捷。伴随着电网的发展，电力线路铺设时要应对的 条件更加复杂，不但要达到供电要求，还需要确保不会受到大 自然天气状况的干扰正常运作。
架空地线的使用具有很大的意义。首先，能够避免雷击直 接对电力线路的击打，另一方面，当雷击造成电流时，对雷击 电流开展分流，减少流入杆塔的雷击流进而使塔顶电位减低；其 次，能合理有效减低电力线路发生短路故障时的工频电压和潜供 电流；最后，对导线开展屏蔽进而减低导线上的感应电压。架空 地线在一定水平上确保了高压和超高压输电线路的安全可靠和平 稳运作。除此以外，OPGW光纤复合架空电线还能够兼具通讯作 用，既能够是普通高压输电线路的避雷线，还可以是供电系统光 纤通信线路。现阶段，由于具备很高的稳定性，OPGW光纤复合 电线在具体电网工程项目中被普遍使用[2]。
500kV输电线路架空地线直接接地挂点金具发热磨损原因分析
第３９卷第６期红水河Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．６２０２０年１２月ＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒＤｅｃ．２０２０５００ｋＶ输电线路架空地线直接接地挂点金具发热磨损原因分析王祥祥，谭永殿，龙振海，韦雄珏（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局，广西㊀百色㊀５３３０００）摘㊀要：针对架空地线直接接地挂点金具发热并磨损问题，笔者深入分析架空地线直接接地金具产生过热以及出现磨损的原因，得出由于线路正常运行时架空地线存在感应电流和感应电压，挂点金具长时间存在不平衡力的作用和受外部环境的影响导致腐蚀，使接触电阻值增大，在出现感应过电压时产生电弧放电从而导致挂点金具局部发热㊂为有效处理５００ｋＶ输电线路架空地线直接接地挂点金具发热与磨损问题，通过分析５００ｋＶ天平Ｉ线（以下简称天平线）小转角杆塔左㊁右架空地线挂点金具出现发热异常现象，采取安装引流线和更换腐蚀㊁磨损严重的挂点金具的措施来消除异常发热现象，对轻微锈蚀的金具采用加强防锈喷漆方式处理来提高地线挂点金具的强度㊂关键词：架空地线；挂点金具；发热；磨损；接地；输电线路中图分类号：ＴＭ７２６．３；ＴＭ８６２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４０８Ｘ（２０２０）０６－００８６－０５０㊀引言在电力系统中，架空地线是架设在输电线路上方，为避免输电线路遭受直接雷击而铺设的线路，架空地线也就是我们通常所说的避雷线［１］㊂架空地线就是处于雷云与输电导线之间的一道屏障㊂输电线路架空地线运用实践表明，架空地线能有效防止雷电直击输电导线；当雷击输电线路杆塔时，架空地线能起到分流作用，减小杆塔塔顶电位，防止雷电反击；当雷击输电线路附近大地时，架空地线能起到屏蔽作用，降低在输电导线上引起的感应雷过电压㊂架空地线是高压输电线路结构的重要组成部分，因此输电线路安装架空地线，可以减少雷害事故，提高线路运行的安全性［２］㊂为保证电网的安全稳定运行，最大程度地减小雷电对输电线路正常运行的影响，我国规程规定１１０ｋＶ及以上高压输电线路应全线架设双地线㊂５００ｋＶ高压输电线路架空地线架设方式主要有三种，即直接接地架设方式㊁绝缘架设方式和分段绝缘架设方式㊂架空地线直接接地架设方式一般是通过Ｕ形环㊁直角挂环㊁平行挂板㊁悬垂线夹等承力的电力金具连接于架空地线支架上；绝缘架设方式是通过玻璃或陶瓷绝缘子以及放电间隙棒板㊁直角挂环㊁平行挂板㊁悬垂线夹连接于架空地线支架；分段绝缘架设方式就是在整条输电线路中架空地线分区段交替采用直接接地和绝缘架设安装方式［３］㊂架空地线接地方式影响正常运行时地线中流过的电流㊂采用逐基直接接地方式，架空地线正常运行时流过环流，产生电能损耗，环流还可能导致地线的连接耐张金具发热，造成安全隐患㊂采用分段绝缘单点接地方式，架空地线不构成电流回路，电能损耗小，但绝缘地线与杆塔㊁构架相连的带放电间隙绝缘子，间隙的距离不易整定，整定距离过小，雷击时的工频续流不易切断，大负荷电流时的高感应电压可能导致间隙长期击穿放电，对地线金具产生危害［４］㊂天平线双地线架设采用分段绝缘单点接地方式，即部分直线塔左㊁右架空地线挂点直接接地，所有耐张塔架空地线连接方式均采用调整板代替绝缘子连接，也是直接接地㊂在２０１９年１０月和２０２０年３月开展直升机巡视作业中，发现部分直接接地挂点金具出现异常发热现象，达到紧急缺陷级别，严重威胁电力系统安全稳定运行㊂因此，对天平线地线挂点金具发热及磨损分析具有十分重要的意义，㊀㊀收稿日期：２０２０－０８－０３；修回日期：２０２０－０９－１１㊀㊀作者简介：王祥祥（１９８９），男，广西百色人，助理工程师，学士，主要从事高压输电线路运行检修与维护㊁试验㊁数据分析等工作，Ｅ－ｍａｉｌ：４７７９０９８２３＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂６８王祥祥，谭永殿，龙振海，等：５００ｋＶ输电线路架空地线直接接地挂点金具发热磨损原因分析㊀并能为同类型输电线路运维方式提供有针对性地解决办法㊂１㊀挂点金具发热原因分析天平Ｉ线小转角塔的地线通过Ｕ形环㊁直角挂环㊁平行挂板㊁悬垂线夹等金具连接直接接地，如图１所示㊂当发现挂点金具出现发热紧急缺陷后，运维单位立即对小转角直接接地的杆塔进行排查，发现挂点金具出现了严重锈蚀㊁且个别金具出现严重磨损的现象㊂部分小转角杆塔地线挂点金具磨损情况如表１所示㊂经现场初步判定，挂点金具发热原因为金具磨损㊁锈蚀氧化产生不导电产物导致接触电阻值增大，电流通过时产生一定的焦耳热［５］㊂图１㊀小转角塔架空地线直接接地挂点金具表１㊀小转角塔地线挂点金具锈蚀磨损情况表序号电压等级线路名称塔号转角类型架空地线接地形式金具磨损情况１５００ｋＶ天平Ｉ线３５０直线转角直接接地右架空地线Ｕ形挂环螺孔有２ｍｍ磨损；左架空地线金具有锈蚀，螺栓磨损３ｍｍ，Ｕ形挂环和直角挂环受力点有８ｍｍ磨损，连板磨损４ｍｍ２５００ｋＶ天平Ｉ线４５４直线转角直接接地右架空地线支架联板被磨损厚度为１．５ｍｍ，剩余厚度１７ｍｍ；Ｕ形挂环弧口有０．８ｍｍ磨损㊁螺孔有０．５ｍｍ的磨损，直角挂环弧口有０．５ｍｍ磨损㊂左架空地线地线支架联板挂孔有１．５ｍｍ磨损，Ｕ形挂环螺孔有１ｍｍ磨损，螺栓磨损０．５ｍｍ３５００ｋＶ天平Ｉ线４８４直线转角直接接地右架空地线锈蚀，直角挂环受力点弧口处有２ｍｍ的磨损；左架空地线金具有锈蚀，Ｕ形挂环和直角挂环受力点有１．５ｍｍ磨损４５００ｋＶ天平Ｉ线５０４直线转角直接接地左架空地线金具有锈蚀，螺栓磨损３ｍｍ；右架空地线金具有锈蚀，螺栓磨损３ｍｍ，Ｕ形挂环和直角挂环受力点有８ｍｍ磨损，连板磨损４ｍｍ（２０２０年４月２３日已更换金具及加了后备保护）㊀㊀根据红外测温分析，金具发热不是太阳光直射所致，而是在运行的高压输电线路中架空地线存在感应电动势，架空地线通过金具与大地连接形成回路［６］产生的影响所致㊂由于地线与杆塔连接的金具张力很小，在外部环境的影响下地线发生热胀冷缩，造成地线松弛或张力过大，且地线长时间运行受日晒㊁雨淋影响以及在风力作用下发生不规则摆动㊂在复杂的电磁环境中，挂点金具承受着拉伸㊁扭曲㊁剪切等垂直荷载和水平荷载的作用，金具逐渐磨损㊁生锈而使接触电阻增大，地线感应电流的大小也不断变化，当感应电流较大时，金具的温度升高加快㊂由于感应电流的作用，当金具连接处的电阻较大，该电流通过较大的电阻时产生焦耳热，而在挂点金具两端也会存在一定的电压差，当该电压达到其电晕放电时，不光滑的金具表面将会发生连续的电晕放电，从而造成金具局部持续过热㊂１．１㊀地线感应电压的存在１）高压输电线路正常送电时，架空地线中会受到三相电流的电磁感应而出现感应电压和感应电流㊂２）高压输电线路交叉跨越或穿越其他带电线路时，以及与其他线路平行同走廊走线时，也会对地线产生感应电压㊂３）双回不同塔线路中部分杆塔共用接地网时会使得该处杆段架空地线感应电动势加大㊂１．２㊀分段绝缘形成多个电路回路在大电磁环境中分段绝缘区段内构成一个完整的小电流回路，也就是地线通过直接接地挂点金具与铁塔和大地相连形成回路，如图２所示㊂在回路中直接接地挂点金具相当于电阻元件，用符号Ｒ表示，即Ｒ１和Ｒ２；通过绝缘子连接的绝缘部分相当于电容元件，用符号Ｃ１㊁Ｃ２㊁Ｃ３ Ｃｎ表示㊂二者并联在电路中，在分段内地线绝缘架设的杆塔越多，等效并联的电容越多，在电磁环境的作用下导线对架空地线的感应电压会变大㊂图２㊀分段绝缘架设方式形成电流回路７８㊀红水河２０２０年第６期１．３㊀感应电压大５００ｋＶ天平Ｉ线起于天生桥一级电站，止于５００ｋＶ平果变电站，线路总长４００多ｋｍ，全线铁塔较矮，与５００ｋＶ天平Ⅱ线平行同走廊，两条线路最近点不足２０ｍ，两条线路存在共地网的情况，在线路高负荷运行时导线对各自架空地线会相互感应出较大的感应电动势㊂随着电网建设不断发展，现如今天平Ｉ线整条线路中与其他带电线路存在多处交叉跨越，经查阅资料获悉，该线路被特高压ʃ８００ｋＶ楚穗直流㊁ʃ５００ｋＶ金中直流线跨越，并跨越多条１１０ｋＶ㊁２２０ｋＶ输电线路，部分交叉线路情况如表２所示㊂表２㊀交叉跨越线路情况表序号线路名称交跨区段交跨情况交跨类型１天平Ⅰ线２１２号－２１３号２１２号大号侧跨越１条１１０ｋＶ线路跨越线路２天平Ⅰ线２６８号－２６９号２６９号小号侧被ʃ５００ｋＶ金中直流线跨越穿越线路３天平Ⅰ线２７３号－２７４号２７４号小号侧被ʃ８００ｋＶ楚穗直流线跨越穿越线路４天平Ⅰ线２４９号－２５０号２４９号大号侧跨越２２０ｋＶ线路１条跨越线路㊀㊀正常情况下，５００ｋＶ线路静电感应电压在５０ ６０ｋＶ之间，但在与其他带电线路交叉跨越㊁与其他线路共用地网时，地线上感应电压会大大增加；在高负荷运行时，感应电压即达到金具电晕放电时所需的电压㊂１．４㊀挂点金具电阻值增大和金具磨损由于直接接地的小转角杆塔架空地线张力会比较大，５００ｋＶ天平Ⅰ线采用ＡＡＣＳＲ－９７型铝合金钢绞线，计算重量为７０７．３ｋｇ／ｋｍ㊂小转角塔挂点除了受到地线本身的重力外，还受到向前的牵引力㊁张力以及向左或向右的剪应力㊂当挂点金具在三种力的共同作用及大小不等且方向不同的风力反复作用下，慢慢地金具接触点会发生轻微磨损，磨损的地方很快会被氧化而产生不导电的化学产物，然而在挂点处的作用力永远不会变得均匀或消失停止，长时间的磨损氧化，使挂点金具截面积逐渐变小，而氧化物越来越多，进而导致电阻值增大㊂部分挂点金具磨损情况如图３㊁图４㊁图５所示㊂２㊀地线挂点金具腐蚀原因与处理２．１㊀腐蚀原因１）硫的影响㊂挂点金具常年暴露于空气之中，经常受到各种腐蚀性气㊁液体的侵蚀，随着输电线路沿线工业的飞速发展，产生硫化物的企业越来图３㊀直角挂环弧口锈蚀磨损（截面积变小）图４㊀连接螺杆锈蚀磨损（截面积变小）图５㊀Ｕ形环一侧锈蚀磨损（厚度变小）越多，而硫元素是腐蚀镀锌层的 罪魁祸首 ㊂５００ｋＶ天平线虽然大部分杆塔处于山区，但空气中的含硫气体在风力作用下到处飘散，产生酸雨，慢慢地金具表面就会发生镀锌层的溶解反应，直接接地的架空地线挂点金具因为有小感应电流流过，在雨水作用下发生电化学反应，经过复杂的反应过程产生硫酸锌，使镀锌层完全消化掉，铁质或钢质金具没有保护层保护会加速腐蚀［７］㊂２）金具本身独有的特性，使其在正常情况下受腐蚀速度也会快于塔材和导线㊂第一，金具的结构形式较为复杂，其比表面积较大，存在较多边角和孔隙结构，容易发生缝隙腐蚀和接触腐蚀两种局部腐蚀，从边角缝隙处引发腐蚀㊂第二，金具一般承受较大拉应力，在拉应力作用下，金具将比在静止状态下更容易受腐蚀，因为应力增大了镀锌层表面的破坏程度，使表面产生的裂纹扩展且增多，表面破坏程度变大，腐蚀介质更容易进入镀锌层㊂２．２㊀处理措施１）金具安装前应加强对镀锌质量的检测和控８８王祥祥，谭永殿，龙振海，等：５００ｋＶ输电线路架空地线直接接地挂点金具发热磨损原因分析㊀制，在确保尺寸精度的前提下，应尽量增加镀锌厚度㊂目前，金具表面镀锌层平均厚度为８５μｍ㊂实验表明金具表面镀锌层增加到１９２μｍ时，能使金具使用寿命延长㊂２）在受腐蚀严重的区段，应加强防护措施，可在镀锌表面涂覆一道柔性耐磨涂层，显著提高金具的防腐寿命和抗微动腐蚀特性㊂由于金具在运行中较难维护，因此需在安装之前涂覆［８］㊂３㊀地线挂点金具发热机理１）根据ＧＢ／Ｔ２３１４－２００８‘电力金具通用技术条件“的要求以及线路运行经验来看，线路金具作为线路非主要载流设备一般不会产生局部过热现象，所有元件均应无磁滞损失［９］㊂所有承受电气负荷的金具，其载流量应不小于导线的载流量，即连接金具的温度应与导线的相同或比导线的小㊂当金具被磨损而导致截面积变小的时候，其载流量会小于原来不磨损的载流量，架空地线与杆塔直接连接，地线上感应电流全部通过挂点金具泄入大地，而小转角挂点金具张力较大，在微风振动的作用下，Ｕ形环和直角挂环弧口间接触面在做无规律变化，同时接触电阻大小也在不断变化，久而久之，感应电压在金具磨损处产生电弧放电现象，放电的能量使得连接金具电弧灼伤㊂电弧放电是一种很特殊的自持放电，电弧放电的电流密度很大，在高温㊁强电场条件（强感应电压）下较容易引发电弧放电㊂根据焦耳定律可知，较大感应电流通过电阻值大的金具时，金具会发热，当通过的电流越大㊁电阻越大时，产生的热能越大，与电弧放电热量叠加起来就会造成挂点金具局部发热，如图６所示㊂图６㊀小转角塔地线挂点金具局部过热㊀㊀２）挂点金具长期处于发热状态下，金具内部结构会发生细微变化，结构的变化会加剧金具接触点之间的磨损，进而电弧放电会更加强烈㊂４㊀应对措施１）安装地线引流线，进行引流导流㊂采用与地线同型号的良好导体制成引流线安装于架空地线支架左右两侧，并且通过并沟线夹使得引流线与地线稳固连接，接地端直接通过螺栓与塔材紧固连接㊂对于出现紧急发热缺陷的金具必须紧急处理，采取在带电运行方式下进行安装接地引流线，如图７所示㊂图７㊀在带电运行方式下安装接地引流线㊀㊀２）对锈蚀严重㊁磨损严重的挂点金具进行带电更换，要使用高强度㊁导电良好的金具材料；对于锈蚀轻微㊁磨损轻微的金具，可等到线路停电检修时进行更换并做好记录㊂３）对防锈层脱离的金具要进行防锈喷漆处理，防止金具因日晒㊁雨淋㊁粉尘及化学活性气体的侵蚀而发生氧化㊂４）利用每年大修技改期间制定计划，采取奇数段接地㊁偶数段换位的接地方式，利用５００ｋＶ双架空地线感应电压近乎反相的特点，通过架空地线的偶数段换位，使同一段地线换位前和换位后的电压得到中和，有效降低了感应电压，减小了接地环流的产生㊂５㊀运行建议１）对服役多年的老线路，要高度重视直接接地的架空地线挂点金具的运行情况，特别是小转角杆塔，因其地线挂点金具受多种作用力㊂要利用红外测温仪定期进行测温，利用高清无人机摄像头对金具进行高清晰拍照检查并进行分析，充分发挥无人机的机动灵活㊁快速高效的特性㊂２）在检修期制定计划，对挂点金具进行打开检查，将使用高精度游标卡尺对磨损处进行测量并详细做好记录，为运行分析作对比㊂３）对处于重要交跨的地线挂点应进行加固处理，将单联单线夹挂点改为单联双线夹或双挂点双线夹连接方式㊂４）金具安装前应加强对镀锌质量的检测和控制，在确保尺寸精度的前提下，应尽量增加镀锌厚度㊂目前，金具表面镀锌层平均厚度为８５μｍ㊂实９８㊀红水河２０２０年第６期验表明金具表面镀锌层增加到１９２μｍ时，能使金具使用寿命延长㊂５）在受腐蚀严重的区段，应加强防护措施，可在镀锌表面涂覆一道柔性耐磨涂层，显著提高金具的防腐寿命和抗微动腐蚀特性㊂由于金具在运行中较难维护，因此需在安装之前涂覆㊂６㊀结语在线路正常运行情况下架空地线感应电的存在是不可避免的，同时架空地线常年暴露在空气中与硫化物等化合物发生复杂的电化学反应，导致金具表面慢慢地被腐蚀㊂为了有效防止地线挂点金具因腐蚀㊁磨损而导致异常发热，在现行条件下应对老旧线路本体设备进行细化管控，对重要挂点金具进行分类处理，对小转角直线塔挂点金具应加强防腐处理，应用高强度材料替代普通材料，在直接接地挂点两侧安装引流线，并专人跟踪㊁制定科学的防范措施㊂同时，一线设备的运维人员必须实时掌握设备运行情况，避免金具持续性发热而加剧设备的磨损程度，从而导致架空地线坠落事故的发生㊂参考文献：［１］㊀张殿生．电力工程高压送电线路设计手册［Ｍ］．２版．北京：中国电力出版社，２００３．［２］㊀ＤＬ／Ｔ６２１－１９９７，交流电气装置的接地［Ｓ］．［３］㊀胡俊华．５００ｋＶ输电线路架空地线不同接地方式的分析［Ｄ］．北京：华北电力大学，２０１４．［４］㊀麦俊佳．一起２２０ｋＶ架空线路地线金具发热分析及对策探讨［Ｊ］．广东电力，２０１８，３１（７）：１３５－１３９．［５］㊀杨自岗，段利明．基于５００ｋＶ架空线路分支地线金具发热的分析处理及预控［Ｃ］／／中国电机工程学会．２０１３年中国电机工程学会年会论文集．北京：中国电机工程学会，２０１３：１２４９－１２５２．［６］㊀杨挺．５００ｋＶ输电线路架空绝缘地线掉线原因及对策［Ｊ］．电力安全技术，２００５，７（１２）：４－６．［７］㊀黄巍，程泳，董建新，等．５００ｋＶ架空地线金具发热的分析与对策［Ｊ］．浙江电力，２０１３（１１）：３６－３９．［８］㊀陈军君，胡加瑞，谢亿，等．架空输电线路金具腐蚀分析及防护对策［Ｊ］．电力建设，２０１３，３４（８）：９５－９９．［９］㊀ＧＢ／Ｔ２３１４－２００８，电力金具通用技术条件［Ｓ］．ＣａｕｓｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＨｅａｔｉｎｇａｎｄＷｅａｒｏｆＨａｎｇｉｎｇＰｏｉｎｔＦｉｔｔｉｎｇｓｆｏｒＯｖｅｒｈｅａｄＧｒｏｕｎｄｉｎｇＷｉｒｅＤｉｒｅｃｔＧｒｏｕｎｄｉｎｇｏｆ５００ｋＶＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＬｉｎｅＷＡＮＧＸｉａｎｇｘｉａｎｇ 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500kV架空线路地线(直接接地)金具发热分析与处理
500kV架空线路地线（直接接地）金具发热分析与处理作者：杨育东来源：《西部论丛》2019年第09期摘要：运维线路中发生了一起500kV输电线路地线金具发热现象，根据实际运行经验，架空地线连接金具发热现象较为少见，本文对直接接地的架空地线发热现象产生的原因进行了全面分析，并结合现场实际情况对地线金具发热的情况提出了处理方法及建议。
关键词：500kV输电线路架空地线金具发热1 500kV架空线路地线（直接接地）金具发热的原因1.1 直接原因架空地线上由于感应电动势产生电流，而连接金具连接处的电阻较大，该电流通过较大的电阻时产生焦耳热。
焦耳热效应是连接金具发热的主要热源，从工程角度讲，阳光的热辐射等其他热源可以忽略不计，所以，焦耳热效应应该是连接金具发热的唯一热源[1]。
1.2 间接原因1）负荷大：近年来由于电网建设高速发展，西电东送电网构架日益完善，加之迎峰度夏期间，云南丽江地区水量丰沛，金安桥、鲁地拉、龙开口、观音岩水电站发电量逐渐增多，负荷远高于旱季，平均超过1000MW。
由于导线负荷电流增大，相应地线感应电流增大（地线感应电流主要与导线输送电流及导地线间距离有关，一般导线输送容量越大，导地线间距离越小，地线感应电流越大），所以负荷大是引发地线接续金具发热的最主要原因。
2）金具接触表面氧化、腐蚀：金具裸露在大气中运行，长期受到日晒、雨淋、粉尘及化学活性气体的侵蚀，接触面在水分、盐雾、霉菌等介质作用下发生腐蚀，形成不导电的腐蚀产物，使表面电阻不断增大，特别是铝质导线、金具，其表面会形成一层坚硬的氧化铝膜（高电阻）；当搭接面为不同金属材质时，如铜、铝对接，由于其标准电势不同，其接触面的水分、氧化物等形成电解液，发生电化学腐蚀，将比普通氧化破坏作用更大，加速接触面的氧化、腐蚀。
3）金具磨损：500kV龙仁线#137塔位于鲁地拉电站进线侧，位于金沙江风口位置，由于长期微风震动，导致架空地线金具不同程度的磨损，金具表面出现毛刺、不平现象，且線路同塔双回架设，感应电较大，在感应电流的作用下，在金具两端存在一定的电位差，磨损金具会发生电晕放电造成金具发热。
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500kV 输电线路架空绝缘地线摘要〕通过对一起500kV 输电线路地线掉线事故的分析，指出了目前输电线路设计、运行的不足和潜在的安全隐患，并提出若干防止地线掉线、改进防雷性能的对策。
同时结合实际情况，对保护OPGW 复合光缆的课题进行了初步探讨。
关键词〕输电线路；感应电压；架空绝缘地线；掉线500 kV东惠甲线由原500 kV惠增线在东莞站解口而成，是西电东送工程的重要部分。
该线路采用双地线结构，其中型号为LGJ-95/55的普通地线全线绝缘，另一回型号为AY/ST127/28 的OPGW 复合光缆则全线接地。
2004-10-16T 8:50,输电线路巡视人员发现500 kV东惠甲线N102塔地线由于瓷质绝缘子铁帽和钢脚分离而掉线，掉线的地线跌落在导线A 相横担上，地线与A相导线的距离缩小，最大减幅达4 m。
由于N102采用ZB1直线塔型，横担比地线支架长约1.5 m，且前后数基均为直线塔，前后档距也较小，因而地线垂直跌落后在距离横担边1 m 处，虽使地线对导线的距离减少,却未引发线路跳闸。
1原因分析1.1架空绝缘地线的感应电压输电线路上的架空地线，大多数都是在每基杆塔上直接接地的，但接了地的地线会长期流过感应电流，使线损增大。
为了减少地线的线损和利用地线进行高频载波通讯，不少线路都采用了架空绝缘地线。
2000 年，500 kV东惠甲线由原500 kV惠增线在500 kV东莞站解口时，将原来一回架空绝缘地线改为OPGW 复合光缆，通讯功能由OPGW 复合光缆承担，但为了减少线损，另一回仍采用架空绝缘形式。
架空绝缘地线有较高的感应电势，其大小与线路电压、负荷、长度及地线与导线间距离有关。
500 kV 东惠甲线由于电压高、负荷重，架空绝缘地线的感应电势可能达到10 kV 级。
如此高的感应电压使地线绝缘子实际上相当于被作为导线绝缘子(电压等级为几个10 kV 级的输电线路)使用，造成对绝缘子电气和机械性能的损伤。
1.2瓷绝缘子电气和机械性能的丧失(1) 由于所使用的瓷绝缘子为内胶装结构，其胶装粘合剂水泥和钢脚、铁帽、瓷件的热膨胀系数各不相同。
温度变化时因各部件热胀系数的差异，将使瓷件受到压应力和剪切应力的作用；水泥的长期膨胀(俗称“水泥生长”)也使瓷件和铁帽受到局部应力并产生疲劳效应，其绝缘性能随着运行时间的延长会逐渐降低，甚至完全丧失，此时瓷绝缘子处于击穿运行状态。
运行中的瓷质绝缘子承受的感应电压越高，其电气性能丧失的时间越短。
(2) 处于临界击穿或已击穿状态的绝缘子的电气性能虽已大幅度下降或丧失，不能满足绝缘的要求，但其机械强度仍然可以满足设计的要求，所以此时地线不会马上掉线。
由于胶装粘合剂水泥等填充物的存在，绝缘子有一定的电阻值，在10 kV 级感应电压的作用下，绝缘子出现了比正常接地感应电流大得多的“短路”感应电流。
这个感应电流对绝缘子内部会有明显的热作用，热量的积累导致绝缘子温度升高。
机电负荷和温升的长期变化进一步加速了绝缘子的老化，而进一步老化的结果又导致热效应的加剧，从而形成了恶性循环。
经过一段长时间或遭受雷击等强电流的作用，胶装粘合剂水泥等填充物因热效应局部融化，失去支撑能力，或因瞬间骤热而发生爆炸，因而产生绝缘子断串。
1.3掉线原因500 kV东惠甲线的架空绝缘地线采用大连电瓷厂生产的XDP6-7C地线专用绝缘子，带保护间隙，于1996 年投运。
由于绝缘子掉线前2 个月内，当地并未出现雷电，因此掉线原因应该是绝缘子老化，绝缘子填充物局部融化。
更换下来的绝缘子与悬垂线夹连接的金属部分有严重锈蚀，上面还残留有泪滴状的绝缘子填充物，绝缘子头部填充物有局部融化的痕迹，这表明高感应电压及其产生的强泄漏电流对绝缘子的老化和掉线起到了重要作用。
2暴露的问题2.1绝缘子选用不当500 kV 东惠甲线的架空绝缘地线采用瓷质绝缘子，有多种不利于运行的因素。
(1)瓷质绝缘子属于可击穿型绝缘子，老化绝缘子的存在对线路的安全运行是一种潜在的威胁，并不易发现，定期检测需要大量的人力物力。
当线路运行和维护人员较少时，绝缘子老化的缺陷就更难及时发现。
(2)长期以来，人们对应用于输电线路导线的瓷质绝缘子的潜在的威胁有着深刻的认识和研究，目前大多数导线瓷质绝缘子已经被更换为钢化玻璃绝缘子；但对用于地线的瓷质绝缘子可能存在的危害认识不足，认为地线瓷质绝缘子承受电压低，不易老化，因而未能及时变更设计或进行大修改造。
(3) 线路投运和大修改造时，设计部门对磁质绝缘子存在的问题重视程度不够，过于注重成本控制和“静态”运行，未能充分考虑线路运行后的动态”情况，不但导致运行部门工作量大增，容易出现错检、漏检，而且使线路存在先天安全隐患，不利于输电线路的长期安全、经济运行。
2.2 瓷质绝缘子对降低线损的作用不理想本线路地线采用绝缘子的主要目的是要实现地线全线绝缘以降低线损，但由于瓷质绝缘子在运行了一段时间后，其电气绝缘性能逐渐丧失。
由于丧失了电气绝缘性能的瓷质绝缘子的存在，架空绝缘地线实际已经处于单点接地的状态，原本架空绝缘的地线也就出现了额外泄漏电流。
单点接地的架空绝缘地线，其总体感应电压仍然很高，由此产生的额外泄漏电流的值也很高，线路此时的线损大幅度增加。
可见，本线路降低线损过于依赖瓷质绝缘子的电气可靠性，而瓷质绝缘子易击穿的特性早就为长期降低线损埋下了隐患。
2.3 架空绝缘地线运行方式存在问题2.3.1 导致地线产生高感应电压全线绝缘的方式虽然减少了线损，但必定导致地线上的高感应电压大增。
高感应电压不但加速瓷质绝缘子老化进而击穿的速度，而且会在瓷质绝缘子击穿后进一步破坏瓷质绝缘子的机械性能，这是导致掉线的主要诱因之一。
2.3.2 导致OPGW 断股(1) 500 kV 东惠甲线的一回地线采用OPGW 复合光缆，其直径稍大，且外层采用铝合金线，熔点也稍高。
但由于另一回地线采用全线绝缘的方式，导致线路遭受雷击时，OPGW复合光缆因全线接地而承受较大的雷击电流。
根据系统短路电流计算曲线，当故障点出现在离变电站出口 2 km左右时，短路电流可达33.4 kA,短路电流的80%以上流过OPGW复合光缆,这个电流值已经接近或超过AY/ST127/28型OPGW复合光缆最大允许电流值22 kA(0.5 s)。
⑵ 由于AY/ST127/28型OPGW复合光缆外层铝合金线直径为3.0 mm，较LGJ-95/55地线外层铝线直径3.2 mm小，同等条件下，OPGW复合光缆外层单线承受的电流较LGJ-95/55 地线大，瞬时产生的热量也较多。
而现时地线的耐雷设计采用的是美国军用航空规范，主要考虑雷电初始冲击和再冲击的影响，对雷电中间电流和连续电流的影响考虑得较少。
雷电是一种持续时间长、电流幅度低的连续电流，国内研究表明，雷电连续电流峰值为440 A,持续时间为435 ms,并有多个小脉冲，中和电荷约58C。
雷电连续电流放电过程中电荷转移量的大小对OPGW复合光缆的断股起到重要作用，随着雷电通道连续电流放电过程电荷转移量的增加，OPGW 复合光缆雷击损坏程度也增加。
由于上述对雷电连续电流研究是考虑2 回地线都接地时的情况，因此，当1回地线架空绝缘时，流经OP GW复合光缆的连续电流峰值、电荷转移量可能更大，持续时间更长。
500 kV东惠甲线OPGW复合光缆在运行中曾2次受雷击断股。
其原因正是由于承受了更多雷电电流，导致外层铝合金线局部高温过热，有的直接熔断，有的由于部分熔融在巨大张力作用下断裂。
2.4未能准确、全面对瓷质绝缘子进行检测负责管辖500 kV 东惠甲线的班组只有10 个人，他们不但要负责东莞所有110 kV 以上线路的带电作业，还要负责东莞6 条500 kV 线路和多条重要的220，110 kV 线路的运行、维护和检修工作。
班组工作量大，而人手又相对不足。
加上500 kV 东惠甲线地处山区，一般只在阴天时用红外测试仪进行检测，夜晚只能检测部分地形较好的杆号段。
而由于太阳红外线的干扰，阴天检测质量也难以保证，加上配备的仪器不够先进，有时对高塔瓷质绝缘子的检测也不准确。
3保证地线安全运行的对策3.1将瓷质绝缘子更换为钢化玻璃绝缘子对2 根地线均为普通地线的输电线路，将瓷质绝缘子更换为钢化玻璃绝缘子。
钢化玻璃绝缘子具有优良的机电性能，其抗拉强度是瓷质绝缘子的2.2 倍，耐电击穿性能是瓷质绝缘子的3.8 倍，耐振动疲劳、耐电弧烧伤和耐冷热冲击性能也优于瓷质绝缘子，因而使用钢化玻璃绝缘子可大大降低故障几率。
钢化玻璃绝缘子还具有“零值自爆”的特点，便于发现绝缘子的劣化。
零值的钢化玻璃绝缘子，强电流大部分在零值绝缘子铁帽和钢脚通过(因自爆后的绝缘子其铁帽和钢脚间的空间距离很短)，经过铁帽内部的部分非常小，这就大大减少了断串的概率。
采用钢化玻璃绝缘子后，维护和检修工作减少，也符合在人员配备不足的情况下，利用先进材料，间接提高工作效率的原则。
3.2改变地线架设方式(1) 输电线路有1 根地线为OPGW 复合光缆的，可考虑改变地线架设方式。
在线路停电时间紧张的情况下，可以考虑先采用多点加装接地引流线的办法，在不改变架空地线受力的情况下实现局部绝缘运行。
这虽然会增加线损，但可以大幅度降低架空地线上的感应电压，不致因高感应电压而加速绝缘子老化和机械性能丧失。
(2) OPGW 复合光缆在运行中不但具有防雷功能，还肩负着通讯的重要作用。
在面对不可抗力因素时，优先保护OPGW 复合光缆是必要的，也是必须的。
在线路停电时间充裕的时候，将架空绝缘地线全线绝缘方式改为直接接地方式，不但可以消除因绝缘子老化造成的掉线隐患，还可以减小雷击时流过OPGW 复合光缆的电流，起到保护OPGW 复合光缆的作用。
3.3定期对未更换的瓷质绝缘子进行检测(1) 购置功能先进的红外检测设备，条件许可的话尽量在夜间采用红外测试仪检测。
(2) 测量架空绝缘地线的实际感应电压，选择最恰当的火花间隙对地形恶劣的杆塔用火花间隙法检测。
(3)瓷质绝缘子击穿后不但有发热现象，也有较大的感应电流，因此可以用钳型电流表测量杆塔的泄漏电流，如果测得的电流值较大，则此杆塔绝缘地线绝缘子可能被击穿，应重点加强检测。