唐仲学 黄经纬 高宇
国网新疆电力有限公司检修公司 新疆乌鲁木齐 830022
摘要：本文通过对新疆多起750千伏变电站酒杯型单导线设备线夹根部发生断裂现象的实例，探讨了酒杯型设备线夹断裂的原因，研究了防止大风、暴雪等极端天气下设备线夹断裂的措施及对酒杯型设备线夹的改造。
关键词：酒杯型；设备线夹；大风；断裂；改造
前言
本文对新疆多起750千伏变电站酒杯型单导线设备线夹根部发生断裂现象的实例进行了分析。由于新疆地区气候条件比较恶劣，个别地区经常出现大风、暴风雪等恶劣天气，根据个别安装位置及使用条件，部分固定标准的酒杯型设备线夹已经无法满足电网安全运行的要求，本文对多起实例进行研究和探讨，并对设备线夹提出改造方案。
一、基本情况
1.酒杯型金具的来历
新疆南疆750千伏三座变电站一期工程管母 T 接四分裂导线线夹采用一套管母 T 接金具+两套双分裂设备线夹。由于管母 T 接金具为单板受力，在较大的风力下，引线拉应力全部集中在管母 T 接金具接线板根部，造成断裂。2017年开展设备引下线设计优化改造，根据改造方案采用双分裂导线引至管母，采用单导线设备线夹与双 T 接金具连接，在 T 接金具接线板设置加强筋结构，增加各方向受力强度。单导线设备线夹采用新型酒杯型，接线板采用 ZL102 铝合金重力铸造工艺，提高强度，铸造成型后进行着色渗透探伤试验，未见铸造缺陷，材料抗拉强度为133N/mm2，为了保证压接质量，铝管仍采用 L3 热挤压型材管。
2.酒杯型金具的断裂
2020年6月，750千伏A变电站运维人员巡视中发现： 750千伏Ⅱ母与75422隔离开关C相引下线接线板压接管焊缝处脱焊危急缺陷，存在接线板断裂造成母线短路跳闸重大风险。
2020年6月，B变电站运维人员发现1号主变75201隔离开关进线跨线C相至T接管母的一压接金具（双分裂引线下端）焊接处存在贯穿性裂纹，另一压接金具完好，现场红外测温结果无异常。
2020年06月，C变电站运维人员开展高空专项巡视发现750千伏Ⅰ母C相与第五串高跨引线T接双分裂引线下端一压接金具（双分裂引线下端），焊接处存在贯穿性裂纹，另一压接金具完好，现场红外测温结果无异常。
二、原因分析
新疆地势是“三山夹两盆”，特殊的地形造就了新疆多处是风口。每年的11月到次年5月新疆的风多、风急，过大的风力易造成设备的损坏。通过对以上三个变电站金具断裂情况进行探讨，对可能原因进行分析：
1.横向拉力过大
高空瞬时风速过大时造成金具横向拉力增大，从连接引线布局设计结构分析，该典型设计垂直下引线上端为柔性连接，下端为刚性连接，引下线在空间上纵向和横向可摆动位移大，在风振影响下，下端金具承受过大的应力，造成酒杯型金具的断裂。
2.焊点的强度不足
A变电站金具主要是从酒杯型金具焊接处脱焊断开，从焊接的质量看，金具一圈焊接的面积较小，仅有筒壁的1/3，并仅有横向焊接，在大跨度的垂直下引线大风天气作用下，造成焊缝面脱焊，通过杠杆原理导致酒杯线夹开裂，内衬管脱出。
3.压接铝管插入深度不足
改进型酒杯型金具内衬管插入深度为60mm，第一代产品为70mm，引线金具长期运行随风摆动，插入深度的不足导致设备线夹最薄弱的焊缝处脱焊并导致金具撕裂。
三、酒杯型设备线夹改造
1.从根本上改善线夹受力状态，最大程度减小线夹受到的横向拉力。
方案1：考虑到设计及施工等方面原因，将原金具连接端子由方板式改为圆盘式（见图1），即预先在线夹一侧加工好螺栓中心定位孔及安装孔；管母金具侧只加工好螺栓中心定位孔，现场根据实际安装角度，调整好位置再加工安装孔，尽量确保安装后引流线出线方向与金具压接管方向保持一个中心线。
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顺管母方向偏角 垂直管母方向偏角
图2 方案2图
2.在线夹焊接处增加四个均布的焊接补强槽，提高焊接面积，补强连接强度。
焊接时，首先对补强槽进行焊接（图3），即起到定位补强的作用，也可使铝管与酒杯成为一个整体，防止由于铝管与酒杯配合尺寸的间隙而产生的微小晃动量。然后再正常进行铝管焊接，焊接为两次焊接，焊道饱满。增加补强槽后，焊道截面积由原来的4656mm2提高到6809 mm2，提高大概1.4倍左右。
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四、结论
此次断裂的酒杯型线夹，在线夹焊接工艺、材料质量都存在问题，并且存在连接引线及金具安装工艺不到位，引线金具长期运行随风摆动，导致设备线夹最薄弱的焊缝处脱焊并导致金具撕裂。本文通过研究设备线夹结构形式、受力情况，分析金具开裂、脱焊原因，从受力、焊接、铝管插入深度方面制定了相应改造方案，完善设备线夹结构，提升焊接、制造工艺质量，确保安全运行。
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