双分裂导线连接金具异常发热原因分析与研究

双分裂导线连接金具异常发热原因分析与研究

王村

(贵州电网有限责任公司铜仁万山供电局贵州铜仁554200)

摘要：伴随当前经济快速发展，人们在用电方面的需求也在逐步增加，为了在电网运行的过程中让输电线路的输送能力进一步提高，一般条件下会在220kV输电线路当中对双分裂导线进行使用，这样可以进一步提高送电的效率。在此过程中连接金具容易出现一些异常发热的问题，严重影响发电的安全性。本文对其进行分析，以供参考。

关键词：连接金具；双分裂导线；耐张引流线夹；接触电阻；异常发热

引言

具体分析研究一起双分裂导线连接金具出现异常发热的缺陷，在研究其原因的过程中，发现耐张引流线夹出现接触不良的情况是造成连接进去出现发热的一个重要因素。对其进行仿真和建模计算的过程中，由于双分裂导线当中某子导线处的耐张引流线夹接触电阻出现进一步增大的趋势，根据基尔霍夫定理，会造成该线夹处发热功率出现进一步增加的问题，向四周发散热量，如果接触电阻的值达到一定程度之后，就会因为子导线出现了分流作用造成线夹周围产生异常发热等情况，并且逐步向连接金具当中进行转移，另外接触电阻当中拐点电阻和连接金具电阻值息息相关。

1双分裂导线连接金具的异常发热现象

比如在某夏季用电高峰期的时候，例行进行红外测温检查的过程中，发现某220千伏输电线路当中，在某个输电线路杆塔产生了过热的问题，通过红外测温分析发现，该处温度能够达到171摄氏度，负荷电流可以达到526A，但是对耐张引流线夹进行分析，却发现没有出现过热的问题，在正常条件下金具是不通流的，因此这种异常发热的问题是非常需要注意的。

图1108号杆塔B相大号侧金具发热情况及实景照片

2异常发热原因分析

对载流导体发热的能量进行分析，主要是因为电阻加热而出现的。在载流导体运行的过程中因为有一定的电阻出现，会消耗一部分的电量，这样会让载流导体的温度进一步升高。通过相关公司分析，在交流电路当中的邻近效应和趋肤效应时，才会出现电阻增大的情况，所以只有出现电流通过时电阻才会发热，仔细对图一进行观察，可以发现发热点主要位置在于螺栓连接的地方，属于接触电阻相对较大的位置，所以分析研究发现这个区域连接金具当中有电流通过，与此同时两个钢锚出现了电势差。通过分析发现，在长期的运行过程中输电线路耐张引流线夹螺栓连接的位置很容易出现松动等问题，直接会造成接触电阻进一步增大。在温度升高的条件下，接触电阻会逐步增大。所以如果耐张引流线夹螺栓连接处出现的电阻较大，可能会造成两分劣子导线电流分布的过程中，产生较大的变化而造成子导线连接金具的位置出现电势差。这样会导致连接金具流过电流，造成连接金具的直角挂板螺栓以及平行挂板之间产生较高的温度。在此条件下，进行故障处理主要是将故障位置上下子导线的耐张引流线夹更换。在进行更换的时候发现上子导线耐张线夹引流板螺栓的确出现了松动的问题。与此同时，耐张引流线夹的表面出现了氧化的情况，通过将其进行更换之后，再通过红外进行测试，发现没有出现异常的地方，原来的发热缺陷逐步消失，通过此次研究分析发现故障出现上子导线耐张线夹引流板螺栓松动的问题，这种问题非常严重，会导致接触电阻进一步增加，最终的结果是造成上、下子导线连接金具的位置出现了电势差，这种电势差产生的电流流过该金具而产生金具异常过热的问题。

3连接金具发热规律仿真分析

3.1模型建立

为了深入地对耐张引流线夹接触不良造成的连接金具发热的问题，使用相应的分析仿真方法，在此过程中选取导线型号取2×LGJ-300/25，在排列双分裂导线的过程中使用垂直排列的方式，流向方面主要从小号侧逐步向大号侧进行流动，具体如图2所示。依照图2进行等效电路的绘制，具体如图3所示。在此过程中，小号侧与大号侧连接金具的电阻值分别由Rlx、Rld来进行表示，而上下子导线在耐张塔跳线阻抗值分别由Zst、Zxt来进行表示，大号侧上、下子导线档距的阻抗值由Zsd、Zxd来进行表示。在连接金具的地方没有出现较大的电势差，所以连接金具之间没有通流情况，所以可以分析发现Rsxj=Rxxj、Zst=Zxt的时候，如果Rsd和Rxdj的值不相等，则说明连接金具的位置出现了电势差，那么就可能造成连接金具出现通流的问题，进而产生耐张线夹螺栓连接处连接金具过热的情况。

图2耐张杆塔一相两分裂导线结构示意

图3单相两分裂导线等效模型

3.2仿真计算

3.2.1连接金具发热规律仿真分析

通过对相关规定进行深入研究，对其进行简化，首先设定故障耐张塔周围都是直线塔，并且各段档距相同，如果两侧荡档距数等于一时，那么可以绘制一个如图4的等效模型，在线路参数方面主要使用的都是一些基本参数值，对导线以及跳线电阻进行分析，暂且设定为0.05Ω/km，对跳线电抗和导线电抗设定值为0.4Ω/km。通过Matlab仿真软件进行分析和仿真，最终获得相关参数的仿真曲线，如图5所示，对图5进行分析可以发现，如果耐张线夹螺栓连接位置出现了电阻进一步增大，那么会导致耐张线夹螺栓连接位置出现发热功率增大的趋势，如果接触电阻阻值进一步升高，达到0.025Ω的时候，耐张线夹螺栓连接位置出现的发热功率全到达拐点，处于最大值。在电阻进一步升高的情况下，发热功率会出现下降，但是大号侧连接金具整体发热功率会逐步上升，最终产生发热量较大等情况。

3.2.2拐点电阻影响因素分析

在设定固定档距的条件下，将连接金具的电阻值改变，也就是Rlx与Rld的值相等，为0.0025Ω，Rlx与Rld的值相等为0.005Ω，Rlx与Rld的值相等为0.02Ω，Rlx与Rld的值相等为0.04Ω，然后进行相应的仿真分析计算可以发现，其关系曲线如图6所示。对图6当中的数据进行分析，可以明显的发现拐点电阻值和连接金具之间有一定的关联。

图4一相两分裂导线简化等效电路图（N=1）

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图5发热功率与Rsdj的关系曲线（N=1）

图6不同连接金具电阻下的仿真曲线

3.3总结与分析

通过分析研究220千伏输电线路连接金具异常发热等情况，可以明显的发现连接金具出现发热的主要原因在于耐张引流线夹处产生接触不良等情况。

通过对相关数据进行分析和仿真可以发现，如果在送电的过程中，双分裂导线某子导线耐张引流线夹的位置产生接触不良等情况，会进一步增大该处的发热功率，而且接触电阻阻值进一步增大之后，会因为子导线的分流情况会逐步将发热的情况向连接金具当中转移，最终的结果是连接金具出现过热的问题。通过仿真计算可以发现，双分裂导线耐张引流线夹位置出现发热的情况和拐点电阻值之间有一定的关联，另外和金具电阻值之间有一定的关联。

结束语

总而言之，通过当前的红外检测方式，主要是对输电线路连接金具和绝缘子的温度进行检测，后续还需要进一步的研究相关位置的发热机理。

参考文献

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