220kV垂直双分裂导线粘连机理及防护措施研究

220kV垂直双分裂导线粘连机理及防护措施研究
当前220kV线路普遍采用垂直双分裂导线架设，在多年运行中，虽存在一些不同原因的粘连现象，但其优越性对比其它排列型式也是非常明显的。

不但减少了安装和维护的工作量，还大大降低了运行成本。

本文针对220kV垂直双分裂导线粘连机理及防护进行了分析。

标签：输电线路;垂直排列;双分裂导线
一、垂直双分裂子导线粘连的原因分析
1.1导线内部因素对子导线粘连的影响根据导线长度的计算公式：
式中：L——导线长度（m）;l——档距（m）;f——弧垂（m）。

架空导线在拉力的作用下会发生伸长，导线的伸长将明显地影响导线的弧垂，使弧垂产生较大增大。

如上式，一定的档距下，线长发生变化，导线弧垂将成平方倍变化。

此外，导线在生产过程中可能由于内部工艺、使用材料、生产批次不同等因素，也会使导线分裂间距变小，甚至出现粘连现象。

1.2电磁力作用对子导线粘连的影响
根据电磁力的作用原理，垂直双分裂上下子导线由于受电磁力的作用将相互吸引，使得上子导线向下拽，下子导线向上提升，其结果将直接影响导线弧垂发生变化。

1.3温度对子导线粘连的影响
温度对线路的影响来自于热胀冷缩的物理原理，在实际的工作中导线会因为温度的升高而导致其弧垂增加，因为导线的弧垂是影响双分裂导线间距的重要因素，如果因为导线的弧垂发生改变就会同时影响同相分裂导线的子线间距，进而影响其粘连的概率。

如上面的子导线的温度升高，其弧垂会增加，结果就是导致其与下面的子导线距离靠近，在靠近至一定的程度后就会受到磁力场的影响，两根导线相互吸引而发生粘连。

导致温度改变的因素较为复杂，导线的电阻差异会导致电流发热的程度不同，日照条件的差异也会导致温度差，导线质量差异也会导致温度不同，这些都会导致分裂导线间出现温度差异。

在研究中发现：针对不同的档距进行分析，在300m、400m档距时，上下导线的温度相差10摄氏度时，子导线的弧垂变化可以达到0.4～0.9m。

而在运行中测试发现，分裂导线发生粘连的时候，其上下子导线的温度差通常是在10℃上下。

而运行经验告诉我们，在冬季环境下，导线运行中不易发生粘连，这就说明冬季环境温度低，导线的热量散发较快，不易导致导线升温而出现弧垂改变，不易出现粘连故障。

所以温度是同相分裂子导线发生粘连的另一个重要影响因素。

1.4风力对导线粘连的影响
架空导线在微风的作用下产生上下振荡，由于上下子导线的振幅、频率有所不同，再加上上下子导线弧垂存在的差异，在弧垂最低点处有可能出现上子导线波峰向下，下子导线波峰向上，垂直分裂间距最小的瞬间，当这种情况出现在粘连的临界条件时，就会使上下子导线发生粘连。

1.5人為因素对导线粘连的影响
新线路的架设，由于施工人员技术水平、施工方法、工艺的不同等原因，可能出现垂直双分裂子导线间距不能满足设计要求、甚至偏差很大的问题。

而投产前竣工验收一旦未发现，必将给线路运行留下隐患，导致子导线的间距过小、甚至发生粘连。

在运行中发现，出现粘连的导线往往是运行负荷较大的网络与段落，这就说明导线的负荷会影响导线的粘连故障发生，因此负荷对双分裂导线的运行也会有所影响。

正常运行过程中，负荷电流会出现波动，一旦电流到达某个临界值，两根导线会因为电流的负荷增加而出现更大的磁力场，此时电磁吸引会增加，此时如果导线距离不变则会增加相互吸引并粘连的概率，如果满足了距离要求就会发生粘连故障。

如：最普遍导线间距500mm，导线JL/LB20A-630/45型铝包钢芯铝绞线，在负荷电流达到800A的时候就会出现粘连故障，此时这个负荷已经达到最大负荷能力或者超标50%以上，这就导致上下导线的电磁力增加到最大，如果上下导线之间的电磁力大于导线的自重就会发生粘连，这是正常运行情况下负荷增加而增加了粘连概率。

另外，还有一种情况就是因为故障而引起的电流增加。

这样的情况会导致导线电流激增，因此容易导致电磁力骤然增加而导致粘连。

在实际运行中发现，在雷电故障中导线粘连的概率不大，但是如果雷电大风天气下，雷电与大风共同作用增加了粘连的概率，因此此环境下故障电流的影响不大。

二、导线粘连的危害
2.1子导线的粘连使得输电导线有效半径随之变小，这就增加了导线表面的电场强度，导线温度会随之升高，降低了线路的输送能力。

2.2子导线粘连会伴有噪音，较强的噪音和发热将使电能造成损失，影响输送功率。

2.3粘连后，上、下子导线几何间距将大幅减小，电晕放电起始电压降低到原来的27%，电晕放电的起始电压将会大幅降低，导致容易出现电晕放电，同时局部对地电容也减少，这些都会引起线损的增加和对附近通信设施的干扰。

2.4子导线的粘连会使导线鞭击增多，容易造成导线磨损，不但增加线损，还会造成导线断股，严重的有可能出现断线事故，影响电网安全稳定运行。

三、解决措施对比
为了有效解决垂直双分裂导线的粘连问题，我们对以下几种方法进行探讨，以便可以根据不同的实际情况，采取相应的措施。

3.1加装间隔棒
显而易见，上、下子导线发生粘连的必备条件是两根子导线的间距过近。

因此，可以在两根子导线间加装间隔棒，以达到减小间距的目的。

但是，这样会导致下子导线的重量会通过间隔棒传递到上子导线上，在上子导线与间隔棒的接触点会出现应力集中的现象，而且如果导线对地距离大，则施工难度很高。

无论是从线路运行还是从施工过程考虑都存在着较大的不安全因素。

3.2调整整个耐张段的弧垂
为了达到上、下两根子导线间距较大的目的，可以将整个耐张段的相应导线打开，重新调整弧垂即增大下子导线弧垂、减小上子导线弧垂，使得两根子导线满足间距要求并做到弧垂基本一致。

但是这种方法施工工艺复杂，并且耗费人力、物力。

3.3改变子导线排列结构
将垂直排列的两根子导线改变成水平排列，在水平排列的子导线间加装间隔棒，这样也可以减少粘连现象的发生，但施工也相对复杂。

3.4更换或增加延长金具
对于两端都是直线塔的情况，可以在同一档距的两端直线塔上同时更换距离大的双悬垂线夹，或在上、下线夹间加挂延长金具。

对于一端有耐张塔的情况，直线塔所采取的措施相同，耐张塔则可以增加相应长度的延长金具。

通过更换或增加延长金具的方法，可以有效地解决粘连的问题，而且施工简单。

通过以上措施对比，可以很明显的看到，采取更换或增加延长金具的方法较好，施工工艺简单，工作效率较高，安全系数也相对较大。

在实际线路维护中，也可以根据不同的情况采取相应的方法。

四、结语
双分裂导线粘连出现的因素较多，因此在实际的工作中应加强新投产线路验收工作，保证新建线路在架设过程中可以按照相关规定设置子导线间距。

在设备运行中应及时对线路进行排查，对大档距的线路段及时调整，保证间距在500mm，利用停电检修进行调整。

同时应按照实际需求对金具进行改进，增设或增加间隔棒的数量及尺寸等措施来增加子导线的距离，从而降低粘连几率。

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