断股；电力接头；特高压；轨道交通
2013年12月13日，国网某供电公司的220kV相五2712线路2号铁塔A相导线引流线大号侧压接板处，因耐张线夹与导线连接处的导线脱落，落至下层横担，导致线路大面积停电，检查发现该耐张线夹压接管有明显的烧伤断开痕迹。
该失效线夹为NB300/50A型耐张线夹，压接管所用材料为L3铝合金。该线路于1978年5月投入运行，至发生故障时已使用35a，其同批次的其它耐张线夹仍在正常运行。因此，此次线夹失效为个别早期失效，对其失效原因进行分析有助于更好地了解耐张线夹的运行情况，确保其余线夹正常持续稳定服役。为此，作者对该耐张线夹进行了失效分析。
1 理化检验及结果
1.1 化学成分
对失效线夹和所夹持铝线进行化学成分分析，结果如表1所示。该失效线夹和铝线的化学成分分别满足GB/T 2314-2008《电力金具通用技术条件》以及GB/T 1179-2008《圆线同心绞架空导线》的规定。
1.2 宏观形貌
耐张线夹失效位置位于压接管端部，压接管已粗细不均，中间较粗，两头较细；在压接管端部可以看到一个面积约为2cm2 的缺口，缺口处线夹烧损严重；缺口内表面严重变形，总体呈黑色，底部有少量褐色沉积物。
为了研究失效线夹压接管内部压接状况，利用V-FR/V-FF17型便携式非晶硅平板X射线数字化检测系统(DR)分别对失效和未失效线夹压接管进行检查。由图4可以看出，未失效线夹压接管内部比较密实，内部钢芯和铝线比较紧密；而失效线夹压接管内部则比较松散。
在距失效线夹压接管端部100mm处个别铝绞线出现断裂，铝线断口表面呈黑色，且从断裂处到压接管端部，此根铝线已经缺失，说明铝绞线很有可能在失效线夹压接前期就已断股。断股会导致酸性雨水更容易进入线夹内部，加快线夹的腐蚀。
1.3 微观形貌与腐蚀产物组成
将线夹沿轴向剖开，对线夹及其所夹持的钢芯铝绞线进行显微组织和成分分析。由图5(b)可以看出，氧化层比较致密，为多层结构，层与层之间有明显的带状痕迹。这说明了氧化层是长时间逐步形成的，并非短期一次形成。
对钢芯表面氧化层进行线扫描分析。可见，该氧化层主要由氧化铁组成，从氧化层内表面到外表面氧和铁的含量基本不变，且维持在一个较高的水平，说明钢芯的腐蚀较为严重。
2 失效过程及原因分析
2.1 失效过程分析
由上述检验结果可知，和同时期服役的其他线夹相比，失效线夹在压接时即已形成了断股。压接管明显粗细不均，内部腐蚀严重，其钢芯周围有层状致密氧化层；压接管内钢芯因腐蚀直径明显减小，镀锌层完全消失，且存在由于压接工艺不当导致的镀锌层缺失现象。失效线夹压接管端部有明显的高温烧损氧化现象，这应该是由于线夹长期处于过热状态，当温度达到一个临界值时导致线夹瞬间高温烧毁而造成的。
2.2失效原因分析
① 上述现象的产生与耐张线夹的运行环境有关。铝合金虽为耐腐蚀材料，但在特殊的运行环境下也会出现严重的腐蚀。失效线夹服役于我国中部偏南区域，气候虽不潮湿，但雨水比北方的多，且由于环境污染导致雨水呈酸性，酸雨类腐蚀介质的渗入可能是造成其失效的另一主要原因。
② 空气中的氧气和水分是参与大气中金属腐蚀失效过程的主要介质。线夹在干燥大气中的腐蚀比在潮湿大气中的缓慢，其腐蚀速率又随着表面液膜层厚度不同而变化。当降雨较多时，腐蚀较为强烈。钢芯周围氧化物的层状分布在一定程度上说明腐蚀过程与降水过程有对应关系。
③ 耐张线夹长期处于通流状态，输电容量有时高达2000A，其温升明显，甚至会导致过热。由于失效线夹处导线存在断股，酸雨更易顺着断股进入线夹导致线夹腐蚀。随着腐蚀的进行，线夹内部接触电阻越来越大，温度不断上升。而线夹温度的升高又会加速腐蚀过程，当腐蚀产物堆积到一定程度，会导致线夹温度的急剧上升而使其发生瞬间高温烧损失效。
3 结论与措施
① 该线夹在压接时即存在铝线断股现象，使得服役过程中酸雨更易进入到压接管内部，对线夹与钢芯铝绞线结合面进行腐蚀生成腐蚀产物，导致耐张线夹电阻增大；随着腐蚀的进行，电阻不断增大，其温度也随之升高；当线夹温度超过临界温度时，热平衡状态被打破，最终线夹过热，造成高温烧损失效。
② 应加强线夹压接管位置的红外测温监控，及时更换温度明显异常的压接管。
③ 在耐张线夹与导线压接时使用优质导电膏，能有效防止外界水汽、腐蚀性介质的入侵，防止连接部位腐蚀、氧化、发热，提高耐张线夹的使用寿命。此外应该特别注意，大量实验表明，导电膏的选取对接续管压接后的质量水平至关重要。导电膏的质量对导线握力有很大的影响。图7为握力实验结果情况。
图7 握力实验合格（上）与不合格（下）
不同电力脂（导电膏）摩擦系数有很大差别，而根据电科院要求，握力实验中电力脂摩擦系数要≥0.08。由表2可知，国网互联电力脂的摩擦系数远远高于0.08，而另外两种品牌的导电膏脂达不到。从握力实验结果来看（图9），国网互联导电膏能达到握力实验的合格要求，明显优于另外两种品牌的导电膏。