输电线路导线易舞防治

输电线路导线易舞防治

冯才明

(浙江省送变电工程有限公司浙江杭州310016)

摘要：输电线路导线舞动导致金具损坏、跳闸，甚至倒塔，严重威胁线路的安全运行，给社会经济带来巨大的损失。本文对输电线路导线易舞防治进行简要分析。

关键字：输电线路；易舞；防治

引言

导线舞动是指大风作用下频率低、振幅大的架空线路振动，可能导致相间放电或短路的故障。为保证电网的安全可靠运行，除要有电气方面的技术保障外，输电线路还必须有足够的力学方面的安全性和可靠性。在风的作用下，导线有可能发生高频微幅的微风振动，也可能发生中频中等幅度的次档距振荡，还可能发生低频率大幅度的舞动。舞动是不均匀覆冰导线在风的作用下产生的一种低频率（0.1-5Hz）、大幅度（导线直径的20-300倍）的自激振动，在振动形态上表现为在一个档距内只有一个或少数几个半波。

1输电线路导线舞动的概述

输电线路导线舞动不同于一般的导线振动，它是指导线在一定风速条件下发生的一种运动轨迹近似椭圆形的低频率(0.1～3Hz)、大振幅(约为导线直径20～300倍)的自激振动现象。

国内外有关导线舞动的研究有以下几个里程碑:1930年Davison有关导线舞动研究的论文以及1932年DenHartong发表的《Theicinggallopingoftransmissionlines》被视为研究导线舞动的开端；20世纪八九十年代的“500kV葛洲坝－常德－株洲”湘江大跨越以及沅水大跨越的舞动事故的调查研究标志着国内大规模有关研究的开始。2003年500kV龙斗线、斗双线(位于湖北省境内的输电线路)舞动事故，2007年500kV海万线I、II回(位于河北省境内的紧凑型输电线路)舞动故障，以及2008年我国贵州和湖南地区史无前例的冰灾中出现的舞动故障，造成线路跳闸、停运，变电站失压，电厂发电机组停运，给整个电力系统的安全稳定运行造成了极大的威胁。随着经济社会的发展，用电负荷日益增大，电网迎峰越冬形势日益严峻，因此，着手高压输电线路导线防舞动技术研究也成为目前输电线路急需解决的关键性问题之一。

2舞动故障的分类

2.1机械故障

由于舞动幅度大，导线张力变化相应也很大，常可达数十千牛顿，最大可使导线张力增加近一倍。因此，对导线、金具、绝缘子及杆塔的强度和耐疲劳性能都是一个严峻的考验。尤其是舞动往往伴随有扭转运动分量，而扭转运动对导线、金具的损伤力更大，从而会造成连接金具、悬垂金具及绝缘子等的破坏。另外，由于舞动幅度大，容易造成相间闪络，甚至碰线，并因此造成导线烧伤，这又是舞动对导线所造成的一种典型的机械性损伤。随着电压等级的提高，导线分裂数增多，舞动带来的机械损伤就越来越大，治理也更为困难。

2.2电气故障

同样由于舞动幅度大，容易造成相间闪络、跳闸事故，从而影响线路运行的可靠性。在很多情况下，由于导线舞动的持续时间比较长，即使重合闸成功，也容易再次跳闸，发生短路。总之，舞动是一种对线路安全、可靠运行构成严重威胁的自然现象，随着6分裂、8分裂导线相继出现，在某些地形复杂地区及大跨越地段，导线的直径、离地高度也会有大的提高，舞动问题更应受到重视。因此，对舞动的诱因、条件和激发机理的研究就显得尤为重要。

3输电线路导线舞动的形成原因及影响因素

特定的气象条件是引起输电线路导线舞动的主要因素之一，一般认为，在4～6级风，温度－5～1℃，湿度在95%左右，导线覆冰厚度在3～20mm之间时，导线最易产生舞动。此外，线路所经地区的地形也是引起导线舞动的主要因素，从我国各地发生的输电线路导线舞动现象的情况分析来看，导线舞动多发生在风口地区、较开阔的平原地区和大跨越地带，而地形变化较复杂的山区反而较少发生导线舞动现象。目前，通常认为，影响输电线路导线舞动主要有三个方面:导线覆冰；风对导线的激励；线路自身的结构参数。三个影响因素的特点如下。

1、导线覆冰，偏心覆冰改变导线截面，改变空气动力特性，产生负阻尼效应，积累能量，激发舞动；

2、风的激励，影响导线的覆冰形状；易舞风速为4～25m/s；风向与线路走向越大越容易舞动；

3、线路结构参数，相同条件下，分裂导线比单导线易舞动，大截面导线比小截面易舞动。

4导线易舞防治方法

4.1认真调查气象条件，创造有利环境

总体来看，就目前我国所建立的专门解决输电线路覆冰的观测站及相关机构并不多，而覆冰对线路舞动又有明显影响。因此建议相关设计部门在选址新建时，不仅仅要充分收集气象部门所收集的历史观测材料，从中找出冰雪的性质，出现的时间，出现的地理位置持续的时间长短等主要明显特征外，还可以对沿线有通信线路或者已有的电线路覆冰情况进行走访调查，主要可以听取当地居民对历年来冰雪覆盖线路情况的描述，于此同时邀请气象部门相关人员陪同核实，综合分析。选择自然环境，地理条件最有利的地址，在根源上制止舞动现象的发生。这种方式可以看作是对线路易舞的防治。

4.2提高线路抗舞电气性能及机械能力

线路舞动对线路影响可以表现为动态拉力的增大，具体的部件为绝缘子串和金属铁塔等。增强绝缘子串和金属的强度和耐磨损能力就相当于增强线路的抗舞动机械能力。增强了线路本身这些能力之后。即便在线路发生舞动的情况下，线路自身的强度也可以和动态拉力抗衡，保证导线发生舞动时导线与地面之间的距离，使线路不至于遭到严重损坏。在实际生产操作中最常见的操作方法有缩小塔头的尺寸大小和加装间隔棒。

4.3采用预防舞动装置

防止导线舞动的重要方法还有，采用各种各样的防舞动措施和装置，变化调改导线系统的参数，从而做到抑制舞动现象发生或者是减轻舞动程度。这种办法在实际的操作中具体体现为装阻尼线、扰流防舞器、护心条等多种设备及仪器。安装这些构件可以显著减小舞动发生的频率，从而减低舞动现象的破坏力。

4.4改变导线固有频率

不同频率的导线其自身抗舞能力有明显不同，所以改变导线固有的频率也可以达到增强导线抗舞能力的目的。纵向形成的导线覆冰由于覆冰厚度并不相同，在其形成的过程中不断变化，导线固有频率同时也在发生变化。固有频率最大是在没有覆冰的情况下，而固有频率最小是在最大覆冰的条件下。减小最大固有频率的方法有以下几种：安装重锤、增加串动装置等。这样可以在结冰时减少覆盖在导线上的冰雪，从而提高固有频率。

结束语

我国是输电线路导线舞动多发区，现阶段，导线防舞动技术研究取得了一定成果，但和国外相比还有差距，真正从理论和实践解决输电线路导线舞动问题还要很多工作要开展，这就要求我们设计、生产、运行等广大电力工作者积累导线舞动防治经验，完善理论研究成果，为我国电力事业的发展贡献一份力量。

参考文献:

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