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射线检测助力三跨输电线路耐张线夹缺陷量化统计分析

2021-08-04 15:35     来源:无损检测NDT     无损检测
耐张线夹是三跨架空线路中广泛使用的电力金具。在耐张线夹的安装过程中,需要在高处进行多处压接,不仅安装难度大,宏观上也难以观察压接质量,且压接不良会导致防滑槽漏压、铝线散股和芯线未压接等缺陷。

为了深入分析耐张线夹缺陷的产生原因,及时发现和消除缺陷,保障用电安全,安徽新力电业科技咨询有限责任公司的技术人员将检测结果进行量化统计,总结耐张线夹的典型缺陷,明确耐张线夹上缺陷的分布位置和产生原因,统计和分析缺陷的种类和分布规律,针对不同缺陷出现的概率提出处理建议,以利于进一步提升耐张线夹的质量管理水平。


缺陷量化分析

耐张线夹主要的压接部件为铝管、钢锚、防滑槽、芯线和铝线等。耐张线夹检测区域如图1所示,其中钢锚与铝套管压接部位为区域1,钢芯与芯线压接部位为区域2,铝管和铝线压接部位为区域3。


图1 耐张线夹检测区域示意

截至2019年11月,某单位共计完成32条线路和10240个接头的射线检测,累计共发现缺陷4126处,根据 《液压型耐张线夹射线照相检测及评价导则》 评定,其中Ⅰ级注意缺陷(暂不处理的缺陷)有2883处(主要为铝线散股),Ⅱ级异常缺陷有953处(铝线散股比例大于15%),Ⅲ级严重缺陷有290处。


图2 耐张线夹缺陷统计扇形图

如图2所示,按照相关国家标准要求,Ⅰ级注意缺陷暂不处理,Ⅱ级异常缺陷需结合停电检修复检,Ⅲ级严重缺陷需开断重新压接或补压。

以290处Ⅲ级严重缺陷的总数为基数,按Ⅲ级严重缺陷出现的区域、数量、占比进行统计,结果如表1所示。

表1 耐张线夹各区域的Ⅲ级缺陷统计结果

部位

缺陷种类

缺陷数量

缺陷占比(总缺陷290处)

区域1

防滑槽未压紧

防滑槽漏压

钢锚断裂

272

93.79%

区域2

芯线未压接

鼓胀

芯线断裂

18

6.21%

区域3

铝线散股

77

26.55%

由表1可知,耐张线夹区域1出现Ⅲ级严重缺陷的数量和概率都是最高的,出现缺陷的概率为93.97%;其次为区域3,出现缺陷的概率为26.55%;区域2出现Ⅲ级严重缺陷的概率最低,为6.21%(部分耐张线夹在区域1和区域3同时存在缺陷)。累计出现的各类Ⅲ级严重缺陷的数量和占比如图3所示。


图3 缺陷分布条形图

由图3可知,耐张线夹缺陷呈两极分化的趋势,最易出现的是防滑槽未压紧、防滑槽漏压以及铝线散股这3类缺陷,共占总缺陷的93.1%(去除重复统计的缺陷)。

数量较少的缺陷为芯线断裂、钢锚断裂、芯线未压接、鼓胀等,这些缺陷出现的概率累计为6.89%。


典型Ⅲ级严重缺陷分析

1 防滑槽未压紧和芯线断裂缺陷

2019年3月4日,对500kV某输电线路耐张压接管进行射线检测,发现某子导线存在防滑槽未压紧和芯线断裂的现象,其射线检测图像如图4所示。


图4 防滑槽未压紧和芯线断裂的射线检测图像

从图4左侧矩形区内可以清楚看到耐张线夹外部铝管和防滑槽的压接状态,从铝管表面压痕来看,左侧铝管有压接迹象,而耐张线夹铝管和钢锚防滑槽之间存在明显间隙,出现缺陷的原因是压接过程中压接不到位。

从图4右侧矩形区域内看到芯线与钢芯连接部位出现了明显断口。造成芯线断裂的原因为芯线压接速度过快。

2 芯线未压接缺陷

2019年4月7日,对某±800kV线路耐张压接管进行射线检测,发现某子导线未压接到位,检测图像如图5所示。


图5 芯线未压接的射线检测图像

在正常情况下,钢芯电阻率大,载流量小,故主要用于承载张力。当芯线未压接或压接不足时,耐张线夹抗拉性能差,芯线未压接部分易出现脱落、断裂等缺陷。

3 铝管鼓胀缺陷

对±800kV某线路耐张线夹进行射线检测,发现某侧铝管鼓胀,射线检测图像如图6所示。


图6 铝管鼓胀缺陷的射线检测图像

由图6可知,耐张线夹区域2的铝管两侧鼓胀明显。铝管鼓胀区域内部同时聚集雨水,内部聚集的雨水会促使耐张线夹腐蚀,同时线夹积水遇冷结冰会产生膨胀,进一步加剧鼓胀的危害,最终造成耐张线夹失效。

4 钢锚断裂

2019年1月13日,对某±500kV线路耐张压接管进行射线检测,发现某侧两根压接管内钢锚断裂,射线检测图像如图7所示。


图7 钢锚断裂处的射线检测图像

从图7可以看出,断裂位置处于钢锚的防滑槽与钢芯连接处。将钢锚断裂耐张线夹进行解剖,断面外观如图8所示。


图8 钢锚断面外观

由图8可知,钢锚在弯曲载荷下过载开裂,起裂点位于钢锚防滑槽向钢芯的过渡处。同时观察发现钢锚各个方向壁厚不均匀, 裂纹方向由薄壁处向厚壁处延伸。

压接后施工单位未对钢锚进行校直,弯曲的钢锚在铝套管内受弯曲载荷作用,存在应力集中,导致钢锚在铝套管\|防滑槽的压接过程中过载断裂。

缺陷成因统计

结合对耐张线夹的射线检测统计数据以及现场检测结果,将Ⅲ级严重缺陷分为两种:安装缺陷和运行缺陷。安装缺陷是指耐张线夹安装过程中产生的缺陷,运行缺陷是指耐张线夹安装后,在运行状态下产生的缺陷,其占比如图9所示。


图9 不同因素造成的Ⅲ级严重缺陷占比

其中,防滑槽未压紧、防滑槽漏压、芯线未压接、铝线散股、钢锚断裂、芯线断裂等6种典型缺陷为安装缺陷,缺陷的成因为安装过程中的操作不当和安装人员的责任心不强;鼓胀缺陷为自然原因造成的缺陷。安装缺陷占总缺陷的95.86%,自然原因造成的缺陷占总缺陷的4.14%。

结语

1 线夹的安装必须遵守有关安装操作规程的规定,在安装过程中要严格规范施工,且耐张线夹安装后,应当校验安装结果,检查压接质量,以减少缺陷的数量。

2 对耐张线夹缺陷种类进行统计分析,确定了各种类型缺陷出现的概率。对最容易出现缺陷的部位,如防滑槽和铝线,应当进行重点检查。

3 在施工过程中,应完善施工制度,保障施工质量,提高施工人员的素质。


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