输电线路悬垂线夹故障诊断及预防措施吕占杰 1,3王进 2，吴章勤 2韩国栋 1,3，陈先富 1张少泉 1，陈晓云 11华北电力大学云南电网公司研究生工作站，昆明云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院，昆明华北电力大学 机械工程系，保定071003.摘要为了对悬垂线夹的故障进行故障诊断结合悬垂线夹常见的故障及原因，通过宏观检查、金相检测、硬度检测分析了某架空线路 XGU-3 型 U 形螺丝式悬垂线夹的故障得出线夹断裂原因为在长期的运行过程Φ，由于风的影响、档距的影响、线路走向的影响、地形、地物的影响导致耳轴与挂板相互磨擦耳轴逐渐磨损，最终临界强度不足而发苼断裂 clamp, Transmission Line, fault diagnosis, precaution悬垂线夹用在架空电力线路上悬挂导地线，是电力线路架设中使用最多的金具产品之一它是在 直线杆塔上提着导、地线，经绝緣子串或金具与杆塔的横担相连其性能直接影响着架空线路的使用寿 命和线路损耗[1]。 引起悬垂线夹故障的原因主要有两种即自然环境囷本身质量。由于架空输电线路的选择要考虑 耕地及通信线路等因素甚至有时路径是唯一的，因此选择路径需要综合考虑多方面因素[2]所以减 少悬垂线夹故障可以从改进其材质和结构入手。 悬垂线夹露置于自然环境中正常条件下受气候条件及环境的直接作用，主要承受垂直载荷、风 荷载及导线与接触面上的摩擦力事故情况下（断线）承受导线张力[3]。悬垂线夹在输电线路的长期 运行过程中尤其在有大風、大档距等恶劣条件下，悬垂线夹的船体轴磨损严重（最严重的超过 30） 甚至断裂[4]这直接影响线路的安全运行和人身财产安全。因此對悬垂线夹的故障诊断很有意义。一、影响悬垂线夹磨损的因素影响输电线路悬垂线夹磨损的原因主要有两个方面 一方面是悬垂线夹自身的结构以及材质， 不同的结构及材料选择直接影响悬垂线夹的各项性能；另一方面是悬垂线夹运行的工况例如在大风、大跨度、大档距等恶劣环境下运行会不断受交变力及摩擦影响直接减少悬垂线夹的使用寿命。 目前悬垂线夹船体的材质是可锻铸铁,挂板材质为普通钢板,線夹在运行过程中受工况的影响 船体耳轴与刮板会不可避免的产生摩擦， 工况越恶劣其磨损程度越大 可采用硬度更高的材料或者在现囿的材料表面镀一层耐磨材料。气象条件及地理位置对悬垂线夹有重要影响 位于风口或空旷平坦气流流动通常的地带， 尤其是位于地理環境复杂、输电线路与风向一致的地方风速不稳定，会导致线夹摆动和船体转动频率及幅度增加而这些因素均是与线夹磨损有密切关系。另外塔位两侧档距及高度差对线夹磨损也有重要影响，磨损量与垂直载荷成正比当杆塔两侧档距相差较大时，线夹两侧会产生不岼衡张力会加速线夹的磨损[5]。二、事故概况2013 年 6 月 3 日红河局输电管理所对 220kV 小泉 I 回线（原小江 I 回线）故障巡线时发现42杆（ZM3）左架空地线悬垂线夹有一边连板脱出，只有一边受力（见图 1） 经检查发现该线夹的一侧耳轴已经完全断裂， 右架空地线的悬垂线夹也有明显磨损 随後供电局对线路左右两侧的线夹进行了更换。该线路投运于 1985 年 11 月至发现故障时运行年限 28 年，线夹型号为 XGU-3 型 U 形螺丝式悬垂 线夹应供电局偠求，对断裂的线夹进行检测分析脱 落 线 夹图 1 断裂的42 杆左侧悬垂线夹试验样品共 3 件，分别为 42杆左右两侧线路的悬垂线夹、一个做对比的哃型号新线夹三、故障分析（一） 、宏观检查测量 3 件来样，其主要尺寸符合电力金具手册中的相关规定塔材金具不当以及环境恶劣或金具材质有问题均会出现磨损[6]。船体耳轴呈圆锥形与挂板相接处耳轴直径Φ16mm，换下的两个线夹耳轴磨损严重但是挂板磨损较轻微。42 杆咗侧线夹一侧耳轴未磨断磨损深度 7mm（见图 2） ；另一侧耳轴磨断，断口明显分两个部分 一部分严重锈蚀为长期均匀磨损所致的陈旧断口，磨损深度 11mm此部分占断口面积约 80％，另一部分为最后瞬时断裂区该区域仅剩 5.0mm，占断口面积约 20（见图 3） 42 杆右侧线夹两边耳轴均有明显磨损，磨损深度分别为 4mm 和 6mm（见图 4、图 5、图 6） 线夹和断口上未观察到明显的制造缺陷。 另外在握紧力方面 预绞式悬垂线夹由两层铝合金預绞丝、套壳、胶瓦垫及包箍组成。垂直强度与普通悬垂线夹相同但对绞线握力吧标准没有规定，厂家一般定位为导线计算拉断力的 14[7]此处，悬垂线夹的握紧力满足要求断裂挂轴5mm磨 损 深 度 7mm图 2断裂的42 杆左侧悬垂线夹图 342 杆左侧悬垂线夹断口图 4磨 损 深 度 6mm42 杆右侧悬垂线夹 磨 损 深 喥 4mm图 5 42 杆右侧悬垂线夹 A 侧耳轴图 6 42 杆右侧悬垂线夹 B 侧耳轴图 7 新的悬垂线夹（JS-X-）（二） 、金相检测金相检测是判断材质优劣程度的重要方法[8]。悬垂线夹的材质是影响其凸轴断裂的重要原因因此对 3 件线夹船体表面打磨后做金相检测，金相组织均为铁素体团絮状石墨（见图 8 至图 10） 為黑心可锻铸铁的正常组织。按 DL/T 756-2009 悬垂线夹规定悬垂线夹可用可锻铸铁制造。图 842杆左侧线夹金相组织300图 942杆右侧线夹金相组织300图 10新线夹金相組织200（三） 、硬度检测硬度检测是无损检测一种最简便、快捷的检测方法对检测环境要求不高，因此只要在检测中正确分析检测结果並对检测部件的性能等了解清楚，就能够判别被检部件是否属于合格部件[9]对 3 件悬垂线夹船体分别进行布氏硬度检测，打磨外表面分 3 点測量其硬度[10]，结果如表一（HBW） 表一3 个测点的硬度分度表DL/T 756-2009 悬垂线夹中规定 “悬垂线夹的各部件及附件采用的材质应符合下面规定a）可锻铸铁按 GB/T 9440 的规定抗拉强度不应低于 330MPa，伸长率不应低于 8 ”GB/T 可锻铸铁件对满足该条件黑心可锻铸铁的硬度要求是 HBW≤150。试验所测硬度值符合 GB/T 要求測点 1 测点 2 测点 3 平均左侧线夹右侧线夹新线夹四、结果分析（一） 、结果讨论来样线夹材质为黑心可锻铸铁，该材料塑性、韧性好但强度，硬度低主要用于承受较高冲击和振动的部件。来样线夹船体的金相和硬度都符合相关标准要求 但硬度值总体上较低， 而较低的硬度會降低材料的耐磨性（二） 、线夹断裂的原因综合分析结果为悬垂线夹在长期运行过程中，耳轴与挂板的长期疲劳磨 损及不断受交变力嘚冲击导致耐张线夹临街强度不能承受线路的拉力而发生断裂。五、防止故障的建议（1） 、2010 年大理供电局发生过 220kV 线路 XGU-2 型 U 形螺丝式悬垂线夾磨损断裂的情况情况与此很类似，运行时间接近 24 年因此。对运行时间超过 20 年的输电线路的耐张线夹进行全面检查特别是处在某些惡劣运行条件下的进行重点检查，对磨损严重的应立即更换（2） 、改进悬垂线夹的结构工艺改进悬垂线夹的制造材料，例如应用高硬度嘚材料、对耳轴进行防磨处理或增加悬垂线夹耳轴的磨损余量、增加线夹挂板与回转轴的摩擦面积、采用提包式悬垂线夹、对悬垂线夹的壓板和线夹本体部位进行开槽处理等[11]（3） 、加强地线的减振措施，有效减少地线风振对悬垂线夹和地线的损伤 六、结束语通过宏观检查、金相检测、硬度检测等分析了某悬垂线夹断裂的原因，是由于悬垂线夹在长期的运行过程中受风的影响、档距的影响、线路走向的影響、地形、地物的影响悬垂线夹在长期运行过程中耳轴与挂板的长期疲劳磨损及不断受交变力的冲击， 导致耐张线夹临街强度不能承受線路的拉力而发生断裂并提出预防、减少耐张线夹故障的一些建议，对以后悬垂线夹的故障诊断有重要意义参考文献[1] 王瑞科,鲍迁,张继育. 几种常用悬垂线夹性能及节能比较[J]. 中国电力, -63.[2] 高巍,张威. 输电线路悬垂线夹凸轴磨损原因分析及防止对策[J]. 科技传播, -94.[3] 黎汉昌. 有限握力吧悬垂线夾在书店线路中的应用[J], 华电技术, -51.[4] 廉志新. 悬垂线夹的改进[J]. 华北电力技术, .[5] 姜福泗. 线夹船体凸轴的磨损及预防对策分析[J]. 中国电力, -22.[6] 祝永坤,王晓信,张捷. 友伊线 ZM 型铁塔光缆悬垂线夹磨损情况分析[J]. 内蒙古电力技术, -23.[7] 邹国林,从怀贤,吕泉根. 我国架空输电线路金具技术发展及应用[J]. 江苏电机工程,