双分裂导线连接量具异常发热原因分析与研究（电力）
李阳林，周龙武，张宇，邹建章，饶斌斌，况燕军
（国网江西省电力科学研究院，江西南昌 330096）
摘 要：针对一起双分裂导线连接金具异常发热的缺陷进行了深入分析，发现耐张引流线夹接触不良是导致连接金具发热的主要原因。通过进一步的建模与仿真计算发现，随着双分裂导线某子导线耐张引流线夹接触电阻的逐步增大，该线夹处的发热功率呈现逐步增大的趋势，当接触电阻增大到一定程度后，由于子导线的分流作用，该线夹处的发热现象会逐步转移至连接金具，而接触电阻的拐点电阻的大小与连接金具本身的电阻值密切相关。通过这一特征规律的研究，为红外有效检测输电线路连接金具和耐张引流线夹的发热缺陷提供了参考依据。
关键词：输电线路：双分裂导线；连接金具；异常发热：红外检测
中图分类号：TM75 DOI：10.11930/j．issn．1004-9649.2016.05.035.04
0引言
为了提高输电线路的输送能力，减少电晕损耗和线路电抗，通常在220 kV输电线路中采用双分裂导线。连接金具主要是用来将绝缘子组装成串，悬挂在杆塔上，在耐张段，耐张线夹与绝缘子串的连接也是由连接金具组装在一起。架空输电线路的发热故障多集中在耐张引流线夹、接续管、跳线线夹等引流连接部分，也常有架空地线连接金具发热故障的报道。双分裂导线连接金具不承载电流，因此，双分裂导线连接金具的发热缺陷往往表现的不明显，鲜有文献报道。然而，在江西电网某220 kV输电线路上却连续发现了多起耐张连接金具异常发热的缺陷。若连接金具发热的缺陷未及时发现，长期过热，会严重损害连接金具，引起输电线路故障。本文在一起典型双分裂导线连接金具异常发热缺陷分析的基础上，得出了双分裂导线连接金具和耐张引流线夹发热机理的一般规律特征，为耐张引流线夹和连接金具发热的准确检测提供了参考依据。
1双分裂导线连接金具的异常发热现象
迎峰度夏期间，在例行的红外测温工作中发现了某220 kV输电线路108号杆塔B相大号侧连接金具存在严重过热现象，红外测温显示为171℃，负荷电流为526 A,而耐张引流线夹却无明显的过热现象，正常情况下连接金具是不通流的．而其异常发热的现象显得比较特殊（见图1），其中，该输电线路导线型号为2xLGJ-300/25．双分裂导线的排列方式为垂直排列。
2异常发热原因分析
载流导体发热的能量是由电阻焦耳热产生．当载流导体投入运行时，由于存在一定的电阻．必然有一部分电能损耗，从而使载流导体的温度升高。由此产生的发热功率为
A：R为载流导体的直流电阻，
；K f为附加损耗系数，表明在交流电路中及趋肤效应和邻近效应
时而使电阻增大的系数。
由式(1)可知，只有存在接触电阻且电流通过时．才会产生发热缺陷。仔细观察图1可知，该连接金具是由钢锚一平行挂板一调整板一直角挂板一二联板一直角挂板一调整板一平行挂板一钢锚构成的同路，且发热点主要集中在螺栓连接处，正是接触电阻较大的部位，因此，可判断该连接金有电流流过．2个钢锚之间存在电势差。
结合运行经验，输电线路长期运行后，耐张引流线夹螺栓连接处易产生松动，导致接触电阻增大．而且随温度的增高接触电阻呈增高趋势，因此．若耐张线夹螺栓连接处存在较大接触电阻，将导致两分裂子导线电流分布发生变化，引起分裂子导线连接金具处产生电势差，使连接金具流过电流，导致连接金具中平行挂板和直角挂板螺栓处过热。在此分析的基础上，更换了故障处上、下子导线的耐张引流线夹。在更换过程中，发现上子导线耐张线夹引流板螺栓存在明显的松动现象，且耐张线央引流板表面存在一定的氧化现象。更换后，进行了红外跟踪测试，未发现异常，连接金具异常发热缺陷消失。由此可判断，本次故障的主要原因为故障处上子导线耐张线夹引流板螺栓出现了松动现象，增加了接触电阻，导致上下子导线连接金具处产生电势差，连接金具通过电流．引起了连接金具的异常发热。
3连接金具发热规律仿真分析
3.1 模型建立
为了研究耐张引流线夹接触不良而引起连接金具发热的规律，进行如下仿真分析，其中，导线型号取2xLGJ-300/25，双分裂导线的排列方式取垂直排列方式，潮流的流向取为由小号侧流向大号侧．一相两分裂导线的结构示意如图2所示，连接金具由“钢锚一平行挂板一调整板一直角挂板一二联板一直角挂板一调整板一平行挂板一钢锚”构成。
3.2仿真计算
3.2.1 连接金具发热规律仿真分析
为了研究其发热规律，进一步做如下简化：故障耐张塔两侧都是直线塔，且各段档距相等，当两侧档距数N=1时，其等效模型如图4所示。
从图5可知，当耐张线夹螺栓连接处接触电阻增大时，耐张线夹螺栓连接处发热功率
先呈现不断增大的规律，当接触电阻值
达到0.025
时，
出现拐点达到最大值，此后，随着耐张线夹螺栓连接处接触电阻的继续增大，其发热功率只呈现下降趋势；而大号侧连接金具整体发热功率只
则随着耐张线夹螺栓连接处接触电阻的增大而不断增大，最后呈现明显的发热现象。
3.2.2拐点电阻影响因素分析
计算，可得到如图6所示的关系曲线。
由图6可知，拐点电阻的值与连接金具的电阻值有关，当连接金具的电阻值增大时．其拐点电阻也呈现增大趋势。
4结语
(1)通过对某220 kV输电线路连接金具异常发热现象原因的分析与处理，发现连接金具发热的主要原因是由耐张引流线夹的接触不良导致的。
(2)仿真计算结果表明，当双分裂导线某子导线耐张引流线夹处出现接触不良时，该线夹处的发热功率呈现逐步增大的趋势，当接触电阻增大到一定程度后，由于子导线的分流作用，该线夹处的发热现象会逐步转移至连接金具．最终导致连接金具的出现过热现象。
(3)根据仿真计算结果，双分裂导线耐张引流线夹处发热功率出现下降的拐点电阻值的大小．与连接金具的电阻值有关，且随连接金具的电阻值的增大而增大。
(4)通过以上分析可知，当双分裂导线耐张引流线夹出现接触不良时，其温度最高区域有时不在线夹本体，而会转移至连接金具。而目前现行的红外检测标准和运行规程，主要是强调对输电线路接续金具和绝缘子的红外检测，因此，下一步可开展多分裂导线耐张引流线夹和连接金具的发热机理研究，并据此研究检测手段显得尤为有意义。
