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碳纖維導線施工典型缺陷及運行注意事項

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碳纖維導線施工典型缺陷及運行注意事項

發布日期:2018-06-13 作者:遠東電纜廠 點擊:

碳纖維導線施工典型缺陷及運行注意事項


    碳纖維導線全名叫碳纖維復合芯鋁絞線(ACCC),該導線從本世紀初開始運用至今只有較短的十多年,有一定的應用經驗。碳纖維導線具有強度高,重量輕,彈性模量高,線膨脹系數小,弧垂小,線損小,載流量大(允許溫度高),耐腐蝕,使用壽命長等的特點。特別適合于濱海、礦山地區腐蝕強度大、污穢強度高、導線易舞動的使用環境。


該導線的發展背景是原有輸電線路輸送能力已不能滿足負荷的快速增長,更換為截面較大、載流量大的導線或新建專線勢在必行。拆除舊有線路、改造桿塔再架設新導線的傳統方法成本高,工期長,或原有線路通道下征地困難,導致新架線路將無法使用原有線路通道,給電網規劃和建設帶來極大困難,一定程度的提高了工程造價并延長了建設周期;線路架設過程中的長時間停電,也極大影響了電網的供電可靠性和設備可用系數。為解決上述矛盾,尋找一種既能利用原有線路通道又能最大程度減少桿塔改造,同時還能大幅提高線路輸送能力的工程施工方法成為唯一出路,在此情況下有了碳纖維導線。


碳纖維導線有他的許多優點,但也有他的不足之處,如大部分碳纖維導線碳纖維芯單芯(據了解,現在在發展碳纖維芯絞線),施工中易受損,因在鋁絞內部,不宜發現,受損后對以后的運行會遺留一點的安全隱患。今天小編就收集的一些易出現的問題的案例與大家做下分享,主要是施工階段的,并就運行中的一些注意事項做簡單說明。


缺陷類型1:表面毛刺


情況介紹:某500kV架空輸電線增容改造,將原鋼芯鋁絞線更換碳纖維導線。在施工時,碳纖維導線導線到貨后,進行開盤驗收發現導線表面起毛刺。

原因分析:廠家生產加工過程中工藝存在瑕疵,造成導線表面出現毛刺。

造成后果:線路投運后會造成電暈和尖端放電現象。

建議:物資到貨后應逐盤進行驗收。


缺陷類型2:斷股


情況介紹:某500kV架空輸電線增容改造,將原鋼芯鋁絞線更換碳纖維導線。在架線施工時,發現導線有斷股,該斷股處未發現施工受力痕跡。 

原因分析:廠家生產加工過程中工藝存在瑕疵,導致出廠時導線就出現斷股。

造成后果:線路投運后會產生散股以及拋股的現象。

建議:物資到貨后應逐盤進行驗收,三跨段應重點驗收。


缺陷類型3:"燈籠"、鼓包


情況介紹:某220kV輸電線路增容改造工程,將原1× LGJ-400/35 型鋼芯鋁絞線導線更換為1×JRLX/T-400型碳纖維導線。在架線施工過程中出現導線"燈籠"、鼓包現象。

原因分析:碳纖維導線是由內層碳纖維芯和外層鋁線絞制而成,碳纖維導線在展放或收緊的過程中,由于張力的作用,碳纖維導線表面的鋁線會發?"蠕變伸長"(鋁線各股之間會有空隙,受力使導線各線股之間靠的更緊,空隙變小,雖然導線長度為變,但整根導線伸長了),內層碳纖維芯棒由于強度高,變形量小。外層鋁線與內層碳纖維芯棒會發生相對的滑移,當滑移收到阻礙時或一側耐張線夾壓接完成后,會導致碳纖維導線表層鋁股出現"燈籠"(鼓包)。

造成后果:(1)碳纖維導線鋁線出現"燈籠"(鼓包),對于運行中的線路,一般難以修復,鋁線松散后也導致碳纖維芯長期暴露在空氣中,如果運行環境惡劣,對碳纖維芯不利;(2)鋁線出現"燈籠"(鼓包),由于運行過程中張力的變化,會使表面各層鋁線受力不均勻,導致鋁線斷股。

建議:(1)各個導線廠家的在加工過程中的技術指標不一樣,會導致成品導線的絞制松緊程度不一樣,在作業前應進行廠家技術交底,嚴格按照廠家的作業要求展放收緊導線;(2)在緊線掛線的施工過程中應使用專用預絞式耐張工具,減少拉頭和卡線器的使用,避免出現應力集中的現象;(3)大耐張段施工過程中,在緊線畫印前,在滿足耐張段線長的情況下,應將緊線側導線余線開斷后再緊線,使"蠕變伸長"的鋁線盡可能在開斷處跑掉。


缺陷類型4:斷線


情況介紹:某220kV輸電線路增容改造,將原 2 × LGJ-300/25 型鋼芯鋁絞線導線更換為240/30 雙分裂碳纖維復合芯鋁絞線導線。在架線施工過程中發生斷線,均為采用空中壓線的導線在掛線后從耐張線夾的壓接區內(管口附近)斷裂。


原因分析:經過相關試驗、解剖斷線耐張線夾等方式查證斷線原因,從試驗結論分析,主要存在碳纖維導線的碳芯徑向耐壓試驗不合格問題。國家標準GB/T 29324-2012、國網標準Q/GDW 1851-2012均要求徑向耐壓標準為"截取長度不小于100mm的復合芯棒,以1mm/min至21mm/min加載速度平穩加載至破壞,復合芯棒應承受不小于30kN的壓力,其端部應不開裂和脫皮"),但試驗的碳纖維導線不滿足該項要求,該型號導線的供應商自身生產的碳纖維芯無法達到標準要求,目前國標中關于碳棒的徑向耐壓試驗要求,國內絕大多數的供應商只有Φ7.5及以上的規格碳棒能滿足,對Φ6的碳棒進行徑向耐壓試驗很難達到試件為100mm不小于30kN的要求。綜合相關試驗結論和調查情況,分析斷線原因主要集中在壓接過程中可能存在過壓和其他壓接工藝問題,以及導線產品質量問題。

造成后果:斷線

建議:碳纖維導線在施工過程中應嚴格執行《碳纖維復合芯架空導線施工工藝及驗收導則(試行)》中的相關規定。


缺陷類型5:外側刮傷


缺陷描述:某500kV輸電線路增容改造,將原 LGJ-400/35 鋼芯鋁絞線導線更換為JLRX/F2A-460/40-26碳纖維導線,線路竣工驗收過程中發現導線磨損、裂痕。

原因分析:導線在運輸、展放過程中被尖銳物剮蹭后導致碳纖維外層軟鋁刮傷、蹭傷。

造成后果:影響外觀質量,還會產生電暈,嚴重時導線會灼傷,甚至引起斷線事故。

建議:物資到貨后應逐盤進行驗收、導線展放后應逐檔進行驗收。


缺陷類型6:散股


缺陷描述:某500kV輸電線路增容改造,將原 LGJ-400/35 鋼芯鋁絞線導線更換為JLRX/F2A-460/40-26碳纖維導線,線路竣工驗收過程中發現導線跑股。

原因分析:導線在展放過程中經過滑輪時因展放角度過小或滑輪型號不匹配導致過線時受到擠壓而松股;導線展放完成后,附件安裝時提線過緊擰曲導線導致松股。

造成后果:影響外觀質量,還會產生電暈,嚴重時導線會灼傷,甚至引起斷線事故。同時還會影響導線強度。

建議:物資到貨后應逐盤進行驗收、導線展放后應逐檔進行驗收。


缺陷類型7:磨損


缺陷描述:某500kV輸電線路增容改造,將原 LGJ-400/35 鋼芯鋁絞線導線更換為JLRX/F2A-460/40-26 碳纖維導線,線路竣工驗收過程中發現在預絞絲尾端有環形磨損痕跡。

原因分析:一是導線預絞絲綁扎時最后幾股不易就位,采用螺絲刀等工具起撬時劃傷,二是預絞絲綁扎后發現位置不對再次拆除預絞絲時施工保護不到位損傷導線。 

造成后果:影響外觀質量,還會產生電暈,嚴重時導線會灼傷,甚至引起斷線事故。同時還會影響導線強度。

建議:應重點加強對預絞絲附近導線的驗收工作。


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