加强技术监督 科学治理输电线路舞动

沈庆河，曹继宝，宋晓东，袁 杰

（1.山东电力研究院，山东 济南 250002；2.山东阳谷供电公司，山东 阳谷 252300；3.山东电力集团公司，山东 济南 250001；4.山东电力超高压公司，山东 济南 250021）

0 引言

2010年1月20日，受强冷空气影响，山东出现了多年少见的大范围冻雨、风雪天气，全省气温持续在零摄氏度附近。上午8时开始山东各海区风力逐渐增大到7～8级、阵风10级的东北风，鲁西北地区、半岛地区和内陆湖面也出现了7级阵风，山东中北部降雨逐渐转为雨夹雪转小到中雪，降水量在0～8.2 mm 之间，气温由 2～4℃逐渐降到－5～－8℃。

2010年2月28日山东出现大范围雨雪天气，鲁西北东部、鲁中和半岛北部降大雪或暴雪，鲁东南和半岛南部降中雨、局部大雨。上午10时左右开始下起了小雨，中午12时多气温开始下降，渤海、渤海海峡、黄海北部和中部东北风7～8级阵风9～10级，内陆地区东北风4级左右，阵风6～7级风力开始增大，降雨逐渐转为雨夹雪转小到中雪、局部大雪，气温由2℃降至－4℃左右。28日6时—3月1日6时全省平均降水量14 mm，其中青州最大34 mm，济南市区20.4 mm。截止到3月1日8时，本次全省雨雪过程结束。

1 线路跳闸情况

自2010年1月20日8时18分起至21日6时止，大风造成输电线路舞动，导致山东电网54条220～500 kV线路共计跳闸122条次，电网结构遭受严重破坏。其中，13条500 kV线路跳闸36条次，41条220 kV线路跳闸86条次。跳闸最多的是500 kV潍阳线、220 kV马午线，分别达到8次。因蓬沈双线跳闸，导致蓬莱电厂全停。

自2010年2月28日14时32分起至3月1日8止，舞动导至山东电网13条220～500 kV线路共计跳闸35条次。其中，7条500 kV线路跳闸26次、6条220 kV线路跳闸9次。

山东电网连续两次发生大面积线路舞动，范围之大、时间之长是历史上从未发生过的。由于坚强的网架结构和迅速反应的应急机制，没有造成电网解列的重大事故。

2 线路舞动跳闸的特点

2.1 相间故障多

连续两次大风寒潮造成的157次线路故障中，单相故障32次，相间故障125次，分别占20.38%、79.62%。其中，500 kV线路故障中，单相故障39次（62.9%），相间故障 23 次（37.1%）；220 kV 线路故障全部为相间故障。

2.2 同塔双回线路舞动造成的故障多

500 kV舞动跳闸20条，其中15条是同塔双回线路；220 kV舞动跳闸47条，其中36条是同塔双回线路。同塔双回（或多回）线路发生舞动的比例较高。

2.3 分裂导线舞动多

分裂导线的扭转刚度高于单导线，同样气候条件下，比常规线路更易发生舞动事故。我省两次舞动跳闸的67条（其中3条次是发生在3月1日）线路中有64条是分裂导线。

2.4 线路重复跳闸次数多

输电线路发生舞动后，若天气条件没有大的变化，输电线路会受到一个稳定的风激励，在风的作用下舞动持续时间长，会造成重复跳闸或重合不成。1月20日和2月28日发生跳闸的有38条线路重复跳闸，500 kV潍阳线和辛聊Ⅰ线各跳闸8次，潍崂线跳闸7次；220 kV马午线跳闸8次，马李线跳闸7次。舞动区段较小的，故障点集中；舞动区段较大的，故障点分散。

2.5 500 kV单回线水平布置的线路跳闸特点

500 kV单回线水平布置的线路相间距离较大，导线舞动造成相间短路的几率小，但易造成引流线对塔身放电，尤其是中相绕跳式的引流线。淄潍线83号和潍阳线49号均为中相引流线、潍崂线55号塔为右相引流线对塔身放电。

3 舞动的危害

输电线路发生舞动时，架空线路全档做大幅度的波浪式振动，并兼有摆动，摆动轨迹顺线路方向近似椭圆状。导线舞动呈低频高幅，且持续时间长，具有较大的危害性。垂直排列的导线容易发生舞动，常造成线路的相间短路；水平排列的导线也会发生舞动，造成与跨越物的电气距离不够而对跨越物放电、导线或跳线对塔身距离不够而对杆塔放电等。因此舞动容易引起线路闪络、金具损坏、倒塔、断线、螺栓松脱、导线烧伤断股等，从而造成重大经济损失。

3.1 舞动造成的500 kV线路典型设备损坏情况

500 kV输电线路舞动造成多处导线烧伤、断股，如图1。

图1 舞动闪络造成导线烧伤、断股

500 kV淄潍线83号塔大号侧中相耐张绝缘子左串与导线连接金具断裂，1号、2号子导线落地，引流线悬垂线夹断裂，如图2。

图2 淄潍线83号铁塔损坏情况

寿油I、II线26号、126号换位铁塔塔腿基础保护帽破裂，如图3。

图3 舞动造成塔腿基础保护帽破裂

舞动造成多处导线间隔棒掉抓、损坏,造成潍阳线40号、49号塔横担水平主材裂纹，塔材螺栓有松动、脱落现象，如图4和图5。

图4 塔材螺栓脱落

图5 间隔棒损坏

3.2 本次舞动的原因

山东这两次降水和降温过程都是气温由2～4℃降到－4℃～－8℃，由降水转为雨夹雪再转为降雪，并伴有7～8级的东北风，导致导线不均匀覆冰，偏北风与东西走向的线路夹角大于45°，在大风的作用下造成部分线路导线舞动。

4 山东电网防舞动治理方案

山东省2006年威海220 kV威荣线发生舞动，2007年风暴潮时威海、烟台和东营发生过线路舞动，2010年济南、青岛、淄博、潍坊、烟台、泰安、滨州、威海和东营等地发生线路舞动。山东省的线路舞动区以济南以东的淄博、潍坊和山东半岛为主。结合山东分省的实际情况，针对运行线路和目前在建线路，提出以下初步防舞动原则和措施。

4.1 防舞动治理原则

4.1.1 分轻重缓急，逐步治理

对发生过舞动跳闸的线路，优先进行治理；对与舞动跳闸线路同一走径的线路，虽本次未发生舞动，但一旦具备舞动诱因即可能发生舞动的线路，要有计划、分阶段、科学的进行舞动治理；对功率输送断面的重要联络线，至少选取两条东西走向的线路进行防舞动治理。

4.1.2 细化治理方案，确定治理重点

针对线路的具体情况逐段细化改造方案，改造的重点以东西走向、分裂导线、相导线垂直排列的线路为主。

4.1.3 重视导线排列方式改变处的防舞动治理

当导线排列方式发生改变（如：由垂直变三角排列、水平变三角排列、直线换位塔前后各一档）以及导线下有跨越物的情况下，导线间距离和对地距离的安全裕度可能较小，舞动造成线路故障的可能性较大，故需特别重视。

4.2 防舞治理方案

4.2.1 500 kV线路治理方案

1）加装线夹回转式间隔棒加双摆防舞器。由于500 kV线路相间距离较大，相间间隔棒的长度一般在12 m以上，给制造和运行维护带来许多不便，参考河南省姚邵500 kV线路舞动倒塔治理情况的经验，建议采取加装线夹回转式间隔棒加双摆防舞器。

防舞器的安装即应遵循集中与分散相结合的布置原则，或称之为相对集中原则。具体而言，对一般线路档距和大跨越，可采取宏观集中、微观分散的布置方式。

2）整塔采用防盗螺栓。针对铁塔在此次事故中的损坏情况，结合山东电网基建阶段线路铁塔横担以下已经全部安装防盗螺栓（近年来新工程）的实际，建议将横担以上部分全部更换双帽防盗、防松螺栓，即全塔身角钢连接全部采用防盗、防松螺栓，提高塔身的抗舞能力。更换铁塔横担以上连接螺栓，可以在线路不停电的情况下进行，拆除一个旧螺栓后，立即更换上一个新螺栓，不影响线路安全。由于耐张塔在舞动事故中受损严重，建议首先更换发生舞动地段耐张塔的螺栓。

3）更换部分绝缘子。通过对经受线路舞动后的复合绝缘子进行抽样试验，外观检查未发现伞裙撕裂、护套受损、端部密封破坏等现象。从淄潍线和潍崂线抽取5支德国赫斯特公司生产的120 kN跳线串复合绝缘子进行额定机械负荷试验，有1支未通过，破坏负荷为96 kN；从潍崂线抽取3支德国赫斯特公司生产的225 kN直线串复合绝缘子进行额定机械负荷试验，有1支未通过，破坏负荷为220 kN。因此，对舞动幅度大、持续时间（超过4 h）较长的线路，绝缘子可能疲劳受损，结合停电进行更换。

4.2.2 110～220 kV线路治理方案

加装相间间隔棒。从全国其他网省公司治理线路舞动的措施来看，绝大多数110～220 kV线路采用加装相间间隔棒的防舞动措施。相间间隔棒防舞动效果好，在制造和运行方面已取得了成熟的经验，可以根据不同档距进行加装。

整塔采用防盗螺栓。将发生舞动区段内线路杆塔的全塔身角钢连接螺栓全部更换为防盗、防松螺栓，提高塔身的抗舞动能力。

更换部分绝缘子。对舞动幅度大、持续时间（超过4 h）较长的线路，绝缘子可能疲劳受损，建议进行更换。

4.2.3 10～35 kV线路治理方案

35 kV线路可采用相间间隔棒或失谐摆，10 kV线路采用失谐摆。

5 舞动线路技术监督管理

5.1 采用防舞设计、从源头抓起

线路设计阶段要选择合理的线路走向，尽量避开舞动多发地区及微气象、微地形区域。适当提高线路的机械及电气强度，以提高线路抗舞动的能力。针对双回、多回线路舞动跳闸事故多的特点，在电网规划阶段，要适当留有部分单回路作为电网主要线路，当舞动发生时以确保对重要用户的供电。

5.2 加强巡视、检查

导地线舞动后，应及时对线路舞动区段进行全面检查，必要时采取登塔或走线的方式进行巡视，发现缺陷应按不同缺陷类别及时进行处理。对发现的异常情况应进行详细记录，包括现场拍摄的录像或照片，以便进一步分析原因。

5.2.1 杆塔检查

对线路舞动范围内所有杆塔的塔身、横担等构件、连接螺栓、导线挂点等处进行一次全面检查，如发现有塔材变形、撕裂、脱落等情况应立即进行补强或更换处理，对铁塔螺栓松动、脱落、变形和水泥杆杆身裂纹等异常情况应立即进行处理。

5.2.2 铁塔基础

检查线路舞动区段铁塔基础是否发生变形及裂纹、基础保护帽是否破坏、地脚螺栓是否松动或螺栓螺纹损坏等情况，发现异常应及时进行处理。

5.2.3 金具检查

对导地线舞动区段内的线夹进行重点检查；绝缘子金具应无变形、锈蚀、松动、裂纹，连接处应转动灵活；各种金具的销子应齐全、完好。

5.2.4 绝缘子检查

各连接金属销有无脱落、锈蚀，钢帽、钢脚有无偏斜、裂纹、变形等现象。瓷质（玻璃、瓷棒）绝缘子有无闪络、裂纹、灼伤、破损等痕迹。复合绝缘子有无伞裙损伤、端部密封不良等情况。

5.2.5 导地线检查

导地线有无锈蚀、断股、损伤或灼伤、接点（尤其是耐张线夹引流板）过热等情况，并检查因导地线覆冰、舞动、蠕变等原因引起的弧垂及交叉跨越距离的变化情况。

5.2.6 防舞装置检查

对已采用的防舞措施（装置），应定期进行巡视和检查，发现异常及时处理，确保其运行状况良好。

5.3 加强观测和在线监测

对舞动多发地区及微气象、微地形区域加装在线检测装置，广泛搜集气象资料，为防舞动治理积累第一手资料。导地线舞动在线监测装置可实时监测、记录导地线舞动的相关数据，如：覆冰厚度、形状及导地线舞动时的风速、风向以及舞动的幅值、频率、波形等参数，为预防和治理导地线舞动积累资料。

5.4 加强易舞区管理

对处于易舞动区域内的线路，运行单位应加强巡视和检测；对发生舞动的线路，作为经受一次不良工况记录在案，在进行线路状态评价和状态检修中予以考虑。

5.5 与舞动线路相关变电设备的监督管理

立即对变压器、高抗进行油色谱分析，并对舞动前后的结果进行对比，根据油色谱结果确定下一步监督措施。

对变压器套管、电流互感器、电压互感器进行红外测温，并检查电流互感器、电压互感器(尤其线路电压互感器)的密封状况。

对断路器跳闸时间、开断电流等进行统计，根据不同断路器的累积电寿命情况制定相应的措施。对本次线路舞动故障跳闸次数较多的断路器，应加强巡视，若无异常现象不需要专门对断路器停电进行试验和检修。但应利用停电机会进行断路器直阻、SF6气体成分分析等试验，检查断路器开断短路电流后的健康状况。

6 结论

导线舞动与导线覆冰和形状、风速和风向、导线系统的自身参数等因素有关，是导线持续时间长的低频高幅的自激振动，具有较大的危害性。导线舞动给输电线路安全运行带来重大威胁，需加强监视和监督，并采取科学有效的治理措施，以提高输电线路的抗舞动能力，抑制输电线路导线舞动的发生，确保输电线路安全可靠运行。

［1］ 姜国庆，等.2006年初河南电网输电线路舞动情况分析.

［2］ 王少华，蒋兴良，等.输电线路舞动的国内外研究现状［J］.高电压技术,2005（10）.