110kV线路导线枪击断股预防处理技术研究及应用

邓凯毛吉贵马学荣徐天山

摘要：基于110kV侯韩Ⅰ线#19-#20段导线枪击断股现状调查分析，提出安装碳纤维护导材料的解决方法，通过理论核算导线弧垂、线长、悬垂绝缘子风偏变化情况，现场实施安装碳纤维护导材料方案，使该线路断股次数由7次减少至0次，运行效果良好，已推广应用至相同现场环境线路上，为架空输电线路防枪击断股提供了可参依据。

关键词：枪击；断股；弧垂；线长；摇摆角

近年来，输电线路导线断股屡有发生。2015年1月，110kV侯韩Ⅰ线#19-#20同塔双回路段因枪击造成导线断股，线路被迫停运6小时19分，损失负荷近4万千瓦时。通过采用全张力预绞丝补强接续[1]，但该措施仅仅能修补处理，无法提供预防保护。鉴此，本文通过提出采用碳纤维护导材料的处理技术，达到彻底解决枪击外力破坏区导线断股的目的。

1枪击导线断股区段现状调查及防治对策提出

1.1现状

110kV侯韩ⅠⅡ线采用同塔双回架设，于2006年建成投运，导线为LGJ-300/20型钢芯铝绞线，垂直排列，其#18-#20段位于2009年新建的民兵预备役训练基地打靶场北侧58米处，和靶场呈90°垂直方向，曾先后7次受侧线路方向流弹冲击造成断股。

1.2防治对策提出

该段线路导线断股主要是外力破坏导致。靶场使用枪支为老式85步枪，子弹距离导线最近射出距离为147米，子弹至导线处的冲击强度约为22.47-34.29MJ/m2。为此提出3种对策：①缠绕预绞式护线条；②安装绝缘护套；③加装碳纤维护导材料[4]。针对以上提出对策在训练基地进行护导材料包裹导线模拟枪击试验：对策一仍有弹头嵌入，依旧存在断股，对策二子弹直接击穿绝缘护套后造成断股，而对策三枪击后导线表面仅有凹陷0.22mm，无断股，该护导材料抗冲击强度≥40MJ/m2，最终确定采用在#19-#20段加装碳纤维护导材料（其厚度为4.94mm，单位质量为0.25kg/m）。

2对策合理性分析

在架空输电线路某一耐张段中1档导线安装碳纤维护导材料，导线比载发生变化，引起整个耐张段内架空线索张力、弧垂、线长及绝缘子风偏角整体变化。110kV侯韩Ⅰ线为Ⅳ级气象区[2]，其#19-#20段档距l=288.4米，该耐张段代表档距ld=291.4米，共11档，最大档距lmax=352.2米，最小档距lmin=241.7米，不属于大跨越档。

2.1导线弧垂变化分析

加装后，110kV侯韩Ⅰ线#19-#20段导线比载明显发生变化，如下表：

导线综合比载增大达23.016%，线路导线两悬挂点距离足够大时，导线的刚度对悬挂曲线的影响可以忽略，因此，采用理想悬链线公式进行弧垂计算：

未安装前=6.57m，安装后m，导线弧垂增大，但各点弧垂增量仍能满足对交跨物的距离[3]。

2.2导线线长变化分析

根据悬点应力变化几何关系，悬点不等高杆塔导线长度增加计算公式为安装后线长增量△L=18.739米，校核允许档距后满足线路运行要求[5]。

2.3绝缘子风偏变化情况分析

安装后，导线单位长度自重力，水平档距、垂直档距相应变化，悬垂绝缘子串连同架空线受横向水平风力作用后，悬垂绝缘子串的摇摆角随之发生变化。

以最大风速30m/s计算安装后摇摆角22.93°，对杆塔最小空气绝缘间隙为0.86米，满足雷击条件下最小安全距离的要求[6]。

3现场应用及结语

2015年4月，首次安装碳纤维护导材料，现场实测与计算理论值接近，导线、绝缘子金具无明显变形情况，满足运行要求。2015年6月，将该成果推广应用至同杆塔架设110kV侯韩Ⅱ线效果良好。2015年10月、2016年4月进行两次走线，未发现断股。综上分析及实际应用，在枪击、飞石严重输电线路杆段，可安装碳纤维护导材料进行导线防外力破坏保护措施，但由于线路参数不同，在Ⅳ级气象区，该方案仅适用于LGJ-70及以上型号导线，两侧杆塔高差不大于15%、档距155-363米的输电线路。

参考文献

[1]国家电力公司武汉高压研究所，华北电力集团公司，国家电力公司西北公司，等.110-500kV架空送电线路运行规程（DL/T741-2005）[S]中国电力出版社，2001.

[2]国家电网公司，中国电力工程顾问集团公司，华东电力设计院，等.110-750kV架空送电线路设计技术规定（Q/GDW179-2008）[S]北京：中国电力出版社，2008.

[3]国家电网公司公司工程建设部，国电电力建设研究所，中国电机工程学会输电线路专业委员会施工技术分会，等.110-500kV架空送电线路施工及验收规范（GB50233-2005）[S]中国计划出版社，2005.

[4]王波，毛吉贵，马学荣.110kV连南Ⅰ回线导线舞动原因分析及治理[J].水电能源科学，2010，28（8）：148-150.

[5]国家电力公司东北设计院（第二版）[M].电力工程高压送电线路设计手册[M]北京：中国电力出版社，2002.

[6]李博之.高压架空输电线路施工技术手册-架线工程计算部分(第三版)[M]北京：中国电力出版社，2005.

作者简介

邓凯，男，1979年12出生，工程师，主要从事高压输电线路运行及检修，研究方向为高压输电线路运检。