张龙跃
四川电力设计咨询有限责任公司 四川省 成都市 610000
摘要:已建特高压直流线路工程地线悬垂串故障多发，威胁线路运行安全。基于故障特征分析故障原因，建立故障模型剖析在不同档距和高差分布下耐张段中各直线塔地线预绞丝悬垂串的故障情况，根据故障规律提出地线悬垂串优化措施和建议。
1引言
特高压直流输电线路是促进我国能源高效开发利用，保障电力可靠供应和提高电网运行的经济性和灵活性的重要支撑，是当前我国电力行业发展的重要目标。近几年来，已建特高压直流输电线路地线悬垂串常发生线夹滑移、预绞丝散股和损坏等故障，威胁特高压直流输电线路安全稳定运行。
目前国内学者已开展了一些地线悬垂金具故障的研究。文献[1]深入分析两起典型架空地线坠落故障原因，提出将悬垂串由双联单线夹改成双联双线夹等防范措施。文献[2]针对某±800kV输电线路地线预绞式悬垂线夹断裂问题，开展材质检测、机械强度试验和力学计算等研究。文献[3]以某500 kV直流线覆冰段为例，分析地线线夹滑移的原因，同时提出相关防范措施。但目前的研究均未进行故障建模和理论计算分析，也未对故障出现的本质原因进行深入剖析。
本文根据特高压直流输电线路地线预绞丝悬垂串已有故障统计，分析故障原因，建立模型对预绞丝线夹顺线路方向所受实际不平衡张力，并分析耐张段中不同高差和档距分布情况对线夹故障的影响，查找故障规律并给出合理建议和优化措施。
2 故障原因分析
根据故障塔位条件统计，具有以下特点。
（1）地线预绞式线夹故障主要发生在悬垂线夹，原因是悬垂线夹易受纵向不平衡张力、垂直荷载以及扭转力的影响，其故障率高于耐张线夹。
（2）悬垂线夹故障多发在20mm及以上冰区；20mm及以上冰区地线受覆冰影响，更容易发生不均匀覆冰等工况，不平衡张力及线夹承受握力较大，较轻中冰区更易发生故障。
（3）故障区段地形以山地和高山为主；相较平丘地段，山地、高山地形容易有档距不均匀或高差较大的塔位，使得地线不平衡张力及地线线夹处集中应力较大。
3 计算模型
地线悬垂线夹使用中将产生旋转角度，从而使线夹两侧的地线对线夹的相对悬垂角（实际出口角）不一样。图1为提包式线夹的偏转情况，O点为旋转轴，h为旋转轴与导线中心线的垂距，L为导线与线槽接触的长度，θ为地线下倾角，β为线夹回转角。
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以某±800kV特高压线路工程N2801-N2804耐张段为例进行说明，输入条件和计算结果如表1所示。
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计算结果表明，同等条件下，冰区越重，高差越大，档距分布越不均匀，地线悬垂线夹越容易发生故障。
5 优化措施
（1）耐张段内档距高差合理分布
设计阶段需关注耐张段内档距和高差分布，尤其是重冰区，避免出现大高差大档距分布，减少地线故障可能性。
（2）合理选择悬垂塔地线金具串
预绞式单悬垂线夹的船体允许的单侧出口角为 0°～15°，预绞式双悬垂线夹的船体允许的单侧出口角为 0°～25°。故单侧悬垂角在 0°～15°时采用单挂点单线夹地线串，单侧悬垂角在 15°～25°时采用单挂点双线夹地线串，单侧悬垂角大于 25°时采用耐张串。
（3）合理确定地线悬垂串长度
在满足导地线配合和地线风偏的前提下，适当加长地线悬垂串串长，减小地线预绞丝线夹处水平不平衡张力。
6 结论
本文从已建特高压直流输电线路地线预绞丝悬垂串故障统计特征出发，建立线夹故障模型，通过计算仿真寻找耐张段内各直线塔高差和档距的分布情况对线夹故障可能性的影响规律，并提出优化建议和措施，寻求从本质原因入手减少故障频次。
参考文献
[1]黄金领，唐勇，陈刚．两起典型架空地线坠落原因分析及对策[J]．红水河，2018(04)：64-68．
[2]刘纯，唐远富，欧阳克俭，等．±800kV输电线路预绞式悬垂线夹断裂分析[J]．湖南电力，2017(02)：46-50，63．
[3]邓诗聪．关于500kV覆冰段输电线路地线线夹偏移的探讨[J]．技术与市场，2014(09)：81-82．