500kV 间隔棒新型防脱落胶垫在输电线路中的应用及性能测试

石利荣 ， 黄俞搏 ， 王成鑫，严光强，姜昌云

云南电网有限责任公司 曲靖供电局 ，云南 曲靖 ， 6500 00

摘要：随着我国500kV线路的运行时间增加，近年来多个省份都出现了500kV线路因间隔棒磨损子导线而断线的事故，对电网的安全稳定运行带造成严重的影响，而间隔棒胶垫脱落的缺陷在日常人工巡视中很难被发现，如何解决导线间隔棒胶垫脱落后磨损导线的问题，给线路运维部门带来了新的挑战。

关键词：500kV；间隔棒；胶垫；防脱落；

0　前言

2016年以来，云南省发生了多次因间隔棒缺陷导致导线断线的停电事故，通过大量的分析和研究发现：造成导线断线的原因是间隔棒固定线夹内壁部分长期与导线外层相互摩擦、碰撞，而铝合金材质的固定线夹强度大于导线外层铝股的强度，致使导线铝股不断受到损坏，最终造成导线无法承受原有的应力而断股、断线，容易出现间隔棒缺陷的线路区段常常位于中重覆冰区、大风区、弧垂不平区段。

1　分析

500kV线路导线间隔棒损坏是一种常见的线路缺陷，间隔棒承受的应力发生变化后（如比较重的覆冰、大风、导线弧垂运行后误差等）导致其损坏，通常情况下间隔棒损坏后并不会对导线造成危害，但是有两种情况比较特殊，他们的危害很大，往往能造成线路断线，同时他们在日常巡视中又难以发现：

1.1间隔棒固定线夹与胶垫之间出现了滑移，一段时间后致使胶垫从固定线夹内脱落，而间隔棒固定线夹无损坏，导线与间隔棒固定线夹内壁发生摩擦；

发生此情况后，运维部门若不使用无人机进行专业精细化的巡视或人工停电走线，基本上无法发现，等到导线出现明显的断股时，受伤部位已经深入内层铝股，甚至至钢芯层。

图一 间隔棒无损坏，但固定线夹内胶垫缺失

1.2间隔棒受应力增加，关节处磨损加剧，造成间隔棒子线夹整个从关节处断开，或是线夹活动侧单片脱落，间隔棒固定线夹损坏后，该位置的子导线因失去了间隔棒的限制作用，会向外撑开，使导线抵住间隔棒固定线夹剩余部分；随着固定线夹内胶垫的掉落，固定线夹剩余的部分就对导线进行摩擦、切割等动作；

图二 初期固定线夹使导线磨损断股 图三 长期磨损后，导线部分只剩钢芯

造成以上两种情况主要是因为原间隔棒胶垫设计存在不足之处，胶垫上防止其滑动、脱出的限位钉使用效果不佳，一是限位钉过于短小，凸起部分仅仅有一小部分卡在固定线夹内壁的凹槽中，超负荷应力作用后，限位钉无法保持胶垫与固定线夹的相对位置；二是胶垫依靠间隔棒固定线夹的握力提供闭合，一旦固定线夹损坏后，胶垫也会在很短的时间内随之脱落；三是间隔棒安装时的工作人员安装不到位，限位钉没有被正确的卡在固定线夹内壁的凹槽上，导致胶垫与固定线夹之间出现了缝隙，大大减少了线夹的握力矩值；所以要彻底解决上述问题，改进或重新制作一个新型的防脱落胶垫是值得的。

2 措施

通过设计、研究，我们制作了一种胶垫，针对目前胶垫存在的不足之处，进行了相应的改进和加工：

2.1限位功能方面

原有限位钉因使用效果不佳，我们在此基础上增加了限位台，分别设计在胶垫的两端，足够的厚度和截面积保证了胶垫和间隔棒固定线的相对位置，及时间隔棒线夹发生滑移后，胶垫也能够始终保持在线夹内部并且包裹住导线，不发生脱落；

2.2闭合功能方面

原有的胶垫在失去间隔棒固定线夹的夹持力后就会脱落，为了解决该问题，我们设计了4组卡钉机构在限位台上，通过子母闭合的方式后，即使脱离了间隔棒固定线夹的夹持，胶垫依然能够稳定的包裹在导线上，可以很好的防止间隔棒摩擦导线；

2.3标示功能方面

原有的胶垫为深黑色，且藏于间隔棒固定线夹内，在日常巡视中不宜被观察到，我们将新型防脱落胶垫外露部分设计成醒目的黄色，方便运维人员直接观察，胶垫是否脱落、变形都能够一目了然；

2.4其他功能方面

在改进的同时，我们考虑到了新型防脱落胶垫的老化、积水问题，所以我们在限位台内径口上设计了防尘罩，防止长时间运行后、杂质灰尘进入到胶垫内，同时限位台的各面上设计了排水孔，在雨水冲刷后能够及时排水，防止积水。

图四 间隔棒新型防脱落胶垫的设计

工作时，作业人员通过该胶垫卡入间隔棒固定线夹中，之后合上固定线夹并将子母卡钉进行闭合，包裹住导线，该安装工作就完成了，安装简单快捷。

3应用场景及性能测试

3.1应用场景

此胶垫应用场景很明确，凡是发生非间隔棒质量问题的缺陷区段，如：中重覆冰区段、大风区段、弧垂不平区段等等，均用此胶垫替换原有胶垫并进行安装，其他及正常的区段暂时不用进行替换，可继续沿用原胶垫运行。

3.2性能测试

1. 材料的选择

为了验证材质的可靠性，我们选用的胶垫材料与原胶垫材料一致，为三元乙丙类的合成橡胶；

2. 材料性能测试

我国电力行业的新标准DL/T1098-2016《间隔棒技术条件和试验方法》中对合成橡胶元件性能试验检验项目指标规定见下表。

表1合成橡胶元件性能试验检验项目

我们选用的三元乙丙类的合成橡胶在上述11项试验检验项目中，额定指标均优于要求的技术指标，在材料性能测试上满足要求。

3. 握力试验

为了验证我们选用的新型防脱落胶垫不会造成间隔棒原有的性能下降，现场测试时，我们仅更换胶垫，间隔棒其余部件不做改变，测试选用的是型号为LGJ-400/50的钢芯铝绞线，型号为FJZ-400/50的间隔棒；

1. 扭握力试验

在正常运行或微风振动情况下，线路要求间隔棒线夹能够稳固的握紧导线，防止导线在线夹中转动摩擦，在发生不均匀的覆冰或其他原因使导线发生扭转时，线路同样要求间隔棒线夹能够握紧导线，等覆冰脱落后，导线又可以恢复到之前的状态。

行业标准DL/T1098-2016中规定，以不超过4N·m/s的速率对线夹施加扭矩至规定值，恒定1min，继续加大扭矩至产生滑移，记录扭握力矩最大值。

对于螺栓压盖式线夹和铰链式线夹，当线夹转过导线外层1根单股线径时判定为滑移；

表2 间隔棒线夹扭握力矩规定值

经过测试后，使用新旧胶垫的间隔棒线夹扭握力矩未出现下降，当加力出现滑移时，线夹始终保持在胶垫两侧内。

2. 顺线握力试验

行业标准DL/T1098-2016中规定，将线夹安装在受张导线上，导线张力一般取25%RTS（RTS为额定拉断力），以不超过100N/s的加速率顺导线方向对线夹施加作用力至2.5KN，恒定1min，继续增大力值直至线夹滑移，记录握力值。

当有橡胶垫的线夹与导线之间的位移量超过5mm时，判定为滑移；

经过测试后，在加力为2.5KN/min的情况下，新型防脱落胶垫未发生滑移，当加力出现滑移时，线夹与胶垫同时向导线方向缓慢移动，线夹始终保持在胶垫的两侧内；

通过以上实验，证明了新型胶垫的设计在相关工况下不会造成原有的性能下降，并且也实现了设计的最终目的，很好的保证了胶垫不会从固定线夹中脱落出来。

4 结论

间隔棒损坏是常见的一种线路缺陷，但间隔棒损坏后如何使其不对导线造成伤害，是目前急需解决的问题，由于目前无法保证间隔棒在生产、安装、运行环节的质量，所以我们在设计新型胶垫时，从直接原因入手，就是要解决目前间隔棒固定线夹中胶垫会脱落的问题，通过将原有的胶垫进行改进，避免了胶垫在各种工况下从间隔棒固定线夹中脱落，即使发生了间隔棒缺陷后也能保护好导线；该新型防脱落胶垫的应用，将会降低线路运维部门的压力，保障输电线路的安全运行。

参考文献

1. 特高压输电线路阻尼间隔棒橡胶件使用性能研究[D]. 徐鹏.北京化工大学 2017

2. 我国500kV线路四分裂间隔棒运行情况[J]. 易辉.高电压技术, 2001, 27(2):78-78.

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