浅析输电线路舞动原因及防舞措施

浅析输电线路舞动原因及防舞措施
摘要输电线路导线发生舞动严重危害着输电线路的安全运行。

本文论述近年来我国输电线路舞动发生情况，简要分析其成因，并提出一些防舞设计的技术和防止舞动危害的措施。

关键词输电线路；舞动；防舞措施
1 架空输电线路舞动发生的概况。

关于导线偏心覆冰引起大幅度舞动的机理研究最早始见于Den Hartong于1932年美国电气工程学会会刊上发表的《输电线路的覆冰舞动》，它是以后研究导线舞动的基础。

我国自20世纪50年代就已发现覆冰及无冰单导线上产生的舞动，但未着手进行研究与防护。

直至20世纪70年代起我国开始建设500kV3、4分裂导线线路，舞动更为普遍并不断造成舞动混线短路事故，特别是自1987年~1994年湖北500kV3分裂导线中山口大跨越相继发生5次舞动，初次未加防护的舞动振幅高达10m左右，造成导线磨断和大量金具、护线条及导线损坏和磨损。

1989年~1990年500kV葛常株湘江及沅水大跨越相继发生振幅高达12m~15m的舞动，其后才引起国内有关运行和科研部门的重视，并相继进行理论研究。

2008年1月10日至1月底，贵州、湖南、江西、浙江等地持续低温（-1℃~5℃），降水降雪丰富，风速一般在4m/s~15m/s，造成上述省份的输电线路大范围严重覆冰，其中不少线路发生架空导线舞动，造成铁塔连接螺栓松脱、构件疲劳失效等现象，严重时引起倒塔，对春运及人民群众安度春节造成了很大的影响。

2009年11月9日至2010年1月20日，受三次大范围大风降温降雨雪等恶劣天气过程的影响，河南、山东、湖南、江西、山西、浙江、辽宁、河北等地输电线路发生不同程度的导线覆冰舞动，涉及10kV~500kV各电压等级的输配电线路，严重时造成线路跳闸，停运，变电站失压，电厂机组停运，涉及设备之多，危害影响之大为，历年罕见，电网迎峰度冬形势异常严峻。

2 舞动产生的原因
2.1 气象因素
特定的气象条件是引起导线舞动的主要因素之一。

在4级~6级风，温度-5℃~1℃，导线覆冰厚度在3mm~20mm之间，湿度在95%左右的气象条件下，导线产生舞动现象的机率最大。

2.2 地理因素
线路的地理条件也是引起导线舞动的重要因素。

导线舞动多发生在风口地区、较开阔的平原地区和大跨越，而地形变化较复杂的山区很少发生导线舞动。

这是因为较开阔的地区易于形成稳定持续的气象条件。

线路的走向是重要的影响因素，与线路走向形成一定夹角（≥45°），稳定的侧向风是引起导线舞动的动力源。

它对导线的升力作用很大，当达到一定的能力聚集时，就容易使系统稳定失控，进而引起舞动。

2.3 线路结构型式和参数
导线结构型式是影响导线舞动的因素之一，在相同的环境、气象条件下，分裂导线要比单导线容易产生舞动，并且大截面的导线要比常规截面的导线易于产生舞动。

这主要是因为多分裂、大截面导线扭转刚度大，易于形成不均匀覆冰。

此外，舞动是自激振动，其产生与导线固有频率有关。

随着我国电力建设的发展，已呈现出一种多分裂，大截面的发展趋势，因此对舞动的研究与治理已经刻不容缓。

3 近年来舞动的特点分析
调查分析认为，近年来冬季输电线路覆冰舞动是典型的线路覆冰舞动，其发生条件、舞动表现形式及造成的后果都与以往的舞动情况基本一致。

与以往相比，近期的舞动也出现一些新的特点：
1）范围大、频率高、涉及各电压等级
通过近几年调查分析，输电线路舞动发生范围相当广，遍及河南、湖北、山东、山西、辽宁等多个省份，涉及各个电压等级的输配电线路，且频率相当高。

以山东为例，本次舞动不仅10kV~500kV线路都观测到了舞动发生，而且区域内的通讯线路和电铁接触网也发生了舞动，造成胶济铁路停运155min。

2）范围在扩大
以往发生的舞动主要集中在传统的易舞区和易舞段，如湖北、河南、辽宁等地区。

但近几年发生舞动的省份如湖南、云南、浙江、贵州等，在历史上极少有舞动记录。

舞动已不仅仅局限在有限的范围内，而是遍及到我国大部分地区和省份，应引起足够的重视。

3）电网灾害应急机制的建立
在发生大面积舞动后，面对电网危机情况，我们国家的有关单位和人员及时启动应急预案，主要领导亲自指挥抢修，各单位人员各负其责，开展故障特巡，及时组织抢修，恢复线路运行，避免的大范围电网事故的发生。

4 防治的措施和建议
1）选择合理的线路走向和路径。

选择路径时要加强舞动微气象、微地形区域的勘测和调查，尽量避免路径横穿风口、垭口等微气象、微地形地带；在平原开阔地带，应尽可能避免线路走向与冬季主导风向夹角过大，一般小于45°为宜；在舞动区段内，可适当缩小档距，降低杆塔高度；线路跨越主干铁路、高速公路等重要跨越段宜采用耐直直耐跨越方式，临近被跨越物的杆塔宜采用直线塔；
2）适当提高线路的电气机械强度，选择导线时要校核导线在加装防舞装置下的张力情况，同时，可适当选用一些新型减轻覆冰的导线，直线塔选用V串，限制导线舞动幅度，耐张塔使用加强型耐张线夹引流板，跳线间隔棒可采用导线阻尼式间隔棒；
3）在线路易舞地区适当加强铁塔设计强度，增加导线与地线和导线与导线之间的距离，同时，全塔采用双帽防松防卸螺栓，加强连接强度；
4）为避免设计不足，可对局部微气象，微地形地区加装防导线舞动装置（如线夹回转式间隔棒、相间间隔棒、失谐摆、双摆防舞器、偏心重锤等）。

5 结论
我国是舞动多发国家，舞动的研究和治理已出现一些可喜的经验和成果，但和发达国家相比还有一定的差距，要从理论和实践上彻底解决舞动问题，还需要电力工作者不断的努力，开展大量的工作，包括理论研究、基本参数的试验与测定、实践经验的积累、新型防舞装置的开发等，为我国电力事业的发展，付出辛勤的汗水和劳动。

参考文献
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