输电线路覆冰舞动原因分析及预防措施

输电线路覆冰舞动原因分析及预防措施
摘要：我国幅员广阔，很大一部分地处寒带，覆冰积雪非常常见，这本是一种
美丽的自然景观。

但覆冰发生在输电线路上，则会带来很大隐患，甚至造成灾害。

输电线路发生覆冰容易引起导线舞动、杆塔倒塌、断线等问题，影响群众正常用电。

本文就结合实际情况对输电线路覆冰舞动原因分析及预防措施进行分析和探讨。

关键词：输电线路；覆冰舞动；原因；措施
1故障概述
2015年02月21日18时19分，国网蒙东电力科尔沁500kV变电站500kV科
沙#2线开关跳闸，故障相别AB相，故障测距:距科尔沁变1.5公里，重合闸未动作。

故障测距为：距科尔沁变电站1.5km（4号塔附近），距沙岭变电站
90.849km（5号杆塔附近）。

20时09分，强送成功，恢复送电。

2015年02月21日18时51分，国网蒙东电力科尔沁500kV变电站500kV科
沙#1线开关跳闸，故障相别AB相，故障测距：距科尔沁变2.2公里，重合闸未
动作。

故障测距为：距科尔沁变电站2.2km（5号杆塔附近），距沙岭变电站
90.473km（6号塔附近）,20时11分强送，20时13分再次跳闸，线路转检修状态，22日14时14分，恢复送电。

2015年2月21日19时17分，国网蒙东电力科尔沁500kV变电站500kV阿
科1号线开关跳闸，故障相别BC相重合闸未动作。

故障测距距科尔沁变1.2公里（0573号杆塔附近），距阿拉坦变245.4公里（0574号杆塔附近），20时47分，强送成功，恢复送电。

2故障原因分析
2.1故障原因排查
1）经巡视走访得知，故障发生时障碍区段附近未发现道路、构筑物修筑等施
工作业行为，故障点下方无高大树木。

因此，排除通道环境及外力破坏引起线路
故障。

2）故障发生时，当地天气为雨夹雪，且在现场未发现燃烧痕迹。

因此，排除
大火引起线路故障。

3）故障发生时，无雷电活动，因此，排除雷电引起线路故障。

综合考虑故障区段的地理特征、气候特征、故障期间的现场微气象、放电点
痕迹等情况，排除线路发生其他故障可能性，判断为因导线覆冰发生线路舞动造
成相间短路故障。

2.2故障原因具体分析
500kV科沙#1、#2线为紧凑型型线路，起于科尔沁500kV变电站，途经科左
后旗，止于沙岭500kV变电站，东北电力设计院设计，黑龙江省送变电工程公司
施工，导线型号为6*LGJ-300/40，相排列方式为倒三角，相间距7m，途径区域主要地形为平原，线路走向南北。

发生故障区段设计气象条件为0级舞动区，最大
设计风速为32m/s，最大覆冰厚度为10mm，污秽等级为D级，2008年6月投运。

500kV阿科1号线为紧凑型型线路，起于阿拉坦500kV变电站，途经扎鲁特旗、开鲁县，止于科尔沁500kV变电站，东北电力设计院设计，福建送变电工程
公司施工，导线型号为6*LGJ-300/40，相排列方式为倒三角，相间距7m，途径区域主要地形为平原，线路走向南北。

发生故障区段设计气象条件为0级舞动区，
最大设计风速为32m/s，最大覆冰厚度为10mm，污秽等级为D级，2008年6月
投运。

从舞动区分布来看，线路故障区段位于0级舞动区，但与Ⅰ级舞动区接近，线路发生舞动几率较大。

从现场观测情况分析，气象条件比较特殊，当时风向与线路夹角70度左右，且风向瞬时变化较快，与以住冬季主导风向（西北风）有较大差异，故障区段伴有湿雪，距离故障线路迎风侧0.3公里的长星莫力庙风电场提供的实时监测数据显示，故障时间段的风速在13m/s左右，结合风向、温度及湿度等气象参数，线路满足发生覆冰舞动的条件。

从运维人员发现的故障点及间隔棒损伤情况来看，故障点较明显，放电通道为相间放电，相间间隔棒与子导线间隔棒连接处损伤、断裂，可判断为发生强烈的相间舞动所致。

从线路结构分析，线路为紧凑型线路，相间距离仅为7米，虽按照《输电线路舞动治理指导意见（国家电网生【2010】452号）》加装了相间间隔棒，采取了防舞措施，在强烈舞动能量作用下也极易发生相间短路导致线路跳闸。

综合分析，判断本次故障原因为导线因覆冰舞动造成相间短路故障跳闸。

3防舞动措施
3.1避舞措施
避舞措施是通过适当选择路径、线路走向来避开舞动从而达到防舞目的一类措施。

此类措施如运用得当，可起到事半功倍的防舞效果。

一般来说，舞动易发生在导线易覆冰、风大而平稳这样的气象区域。

温度在0~ -5，风速在10m/s左右的雨淞地区，是舞动的多发地区。

从风向来看，根据观测，结冰季节主导风向与导线轴线的夹角大于45°是舞动形成的条件之一，这个夹角愈小，作用在导线上的垂直分力就愈小，不利于舞动的形成。

故在选择线路路径时应尽量避开这些因素的影响。

在技术经济指标允许的条件下，应考虑尽可能避开雨淞、湿雪频繁、冬季多风以及江河、峡谷多的地区。

而在线路走向上，应尽可能减小冬季风向与线路走向间的夹角。

3.2抗舞措施
抗舞措施是在不破坏舞动条件的前提下通过提高线路本身电气和机械强度来抵抗一旦发生的舞动，从而达到减轻或消除舞动危害的目的。

具体做法包括合理确定塔头布置，合理选用金具等措施。

由于舞动给线路所带来的主要威胁是线路的机械损坏和电气故障，或者不存在潜在的危险，这种舞动（通常是较为轻微的舞动）常常是可以不予治理的。

但是，这必须建立在对舞动状况的确切把握和对线路机械强度与电气性能的充分掌握上。

从机械强度来说，就必须对舞动在导线上所引起的附加张力进行验算。

根据大量观测资料可知，导线舞动的轨迹，在垂直于导线轴线的截面内呈椭圆形。

椭圆的长轴与铅垂方向的夹角一般15°左右，而长轴与短轴的长度之比一般在2：1~5：1的范围内，长轴的最大长度可达一倍弧垂或者更长些。

当导线产生大幅度舞动时，两根运动着的导线就可能产生碰线闪弧，引起导线烧伤和短路跳闸。

这是导线舞动最经常产生的，也是后果较为严重的事故之一。

如果其他条件允许，导线最好采用水平布置方式，一般来说，根据规范确定的导线的水平相间距离都会远大于导线舞动的水平方向位移，可以保证不会产生导线间的碰线闪络。

只要将地线与导线的垂直和水平距离适当地加大，就可以具备抗舞动的能力了。

美国、日本和前苏联都提出了一些校验舞动时塔头的安全距离的计算方法。

采用专门的抗舞动金具，如抗舞动线夹可以在舞动发生的情况下，保护导线不受损坏。

这也是一种提高导线系统抵抗舞动的能力的有效措施。

3.3抑舞措施
抑制舞动的措施指在已运行的线路上舞动严重的线段采取措施破坏舞动形成的条件，抑制舞动幅度，消除舞动可能造成的危害，以达到线路安全运行。

使用于特高压直流线路的抑制舞动措施主要是安装改变系统结构特性的抑舞动器。

改变系统结构特性的抑舞装置，其原理是采用结构力学方法，改变舞动系统固有扭转或横振频率、质量分布和元件连接方式等动力学特性，达到抑制舞动。

参考文献：
[1]张立春,朱宽军.输电线路覆冰舞动灾害规律研究[J].电网与清洁能
源,2012,28(09):13-19+24.
[2]黄敏.超高压输电线路覆冰舞动的静态特性研究[D].电子科技大学,2010.。