输电电路舞动原因分析及对策

谢强

（重庆市电力公司市区供电局，重庆 400030）

在冬季，当水平方向的风吹到因覆冰而变为非圆截面的导线上时，将产生一定的空气动力，此会诱发导线产生电导线舞动是一种低频(约为0.1-3Hz)、大振幅(约为输电线直径的5-300倍)的自激振动，多发生在每年春、冬两季。导线舞动的危害很大，极易引起线路的相间闪络、金具的损坏，造成线路跳闸停电或引起输电线烧伤、输电线折断、倒塔等严重事故，造成重大的经济损失和恶劣的社会影响，是影响输电线路运行的重大安全隐患。

1 线路舞动条件

1.1 线路舞动与否与特殊的地理条件、特殊的气象条件和线路的结构参数三个因素紧密相关。在同样的地理与气象条件下，不同电压等级的线路舞动与否及舞动强度差别巨大;而在不同的地理或气象条件现，同等级的线路也不一定都发生舞动。

1.2 气象条件。对于导线舞动来说，冰风因素是主要的激励源，具有关键的作用。它们的产生及其形态不仅与气象因素密切相关 ，而且，它们彼此又相互影响。

1.3 线路系统的结构和参数也是形成舞动的原因，许多国内外的观测资料表明，在同样的地理与气象条件下，分裂导线比单导线容易舞动。单导线线覆冰时，由于扭转刚度小，在偏心覆冰作用下导线易发生很大扭转，使覆冰接近圆形；而分裂导线覆冰时，由于间隔棒的作用，每根子导线的相对扭转刚度比单导线大得多，在偏心覆冰作用下，导线的扭转极其微小，不能阻止导线覆冰的不对称性，导线覆冰易形成翼形断面。因此，对于分裂导线，由风激励产生的升力和扭矩远大于单导线。

2 输电线路覆冰舞动治理的对策

2.1 防舞措施的分类

鉴于输电线路舞动主要是由于三个方面的因素所形成的，即覆冰及其截面形状；风速及其方向；线路系统的自身参数。与此相应，防舞的措施也将是根据这几个方面有针对性地进行。现行的防舞措施，大体可以分为三类：从气象条件考虑，避开易于形成舞动的覆冰区域与线路走向，即避舞措施；从机械与电气的角度，提高线路系统抵抗舞动的能力，即抗舞措施；从改变与调整导线系统的参数出发，采取各种防舞装置与措施，抑制舞动的发生，即抑舞措施。

2.2 常用防舞措施

安装间隔棒，在大电流溶冰，在导线中通过大电流将冰溶化，以消除致舞的不稳定因素。该方法技术复杂，费用昂贵，不便采用。

相间间隔棒，就是在相间或回路间用绝缘棒进行机械连接，制约导线的舞动，其固定处将成为波节，使舞动成为多个半波的模式使振幅变小，达到防止导线间路的目的。

安装扰流器，扰流器可以改变导线在气流中所受到的气动力。一般的扰流防舞器是利用某种特制的线缠绕在导线上，使得导线与扰流线合成体的各个截面的形状都彼此不同，即使在覆冰后也仍然如此。这样，各个截面上的空气动力（升力、阻力与扭矩）就会互不相同，相互干扰与抵消，从而达到抑制舞动的目的。

3 线路防舞措施的制定

由于舞动的形成主要取决于三个因素，即覆冰、风激励和线路的结构与参数，因此，运行线路主要通过改变线路的结构和参数达到防舞动治理的目的。

3.1 单回水平排列线路治理方案：单回水平排列的线路，由于导线上下舞动，相间间隔棒无法形成牵制作用，因此采用线夹回转式间隔棒加双摆防舞器方式。线夹回转式间隔棒代替现在的子导线间隔棒，可以使导线有一定的自由转动幅度，提高覆冰的均匀性；其结构特点是：部分线夹为普通固定线夹，部分线夹为回转线夹，回转线夹可转动角度范围为0～174°，可与普通固定线夹互换。双摆防舞器增加导线的压重，破坏形成共振的谐振条件。线夹回转式间隔棒的次档距布置应遵循以下原则：

最大次档距不大于50m，最小次档距不大于25m，平均次档距取45m左右，并采取不等距、不对称的布置方式。

3.2 同塔双回垂直排列线路治理方案。同塔双回垂直排列线路，采用相间间隔棒预防覆冰舞动。相间间隔棒可将电力线路中的各相导线机械地连接起来，使各导线的运动相互制约。研究表明，相间间隔棒抑制导线舞动的机理在于其拉力（而非支撑力）的牵制作用，使各相导线的不同期强迫振动载荷（不均匀覆冰的空气动力提供）相互平衡抵消，从而抑制导线舞动。

3.3 铁塔螺栓紧固，同时对治理区段的耐张塔进行全部紧固。

3.4 易覆冰舞动区段的确定。舞动的形成主要取决于三个因素，即覆冰、风激励和线路的结构与参数。因此，治理措施应主要针对线路的“易覆冰舞动区段”。易覆冰舞动区段的确定，主要根据运行经验、气象部门的历史观测资料、对沿线现有输电线路及通信线路的覆冰及运行情况进行调查等。

4 气象及舞动监测系统

为及时掌握气象信息和线路舞动的相关数据，对调度应急处理、事故抢修、防舞动综合治理都是非常有利的，同时也是智能电网实施的一项重要内容。

建立了气象及线路舞动实时监测系统。

4.1 气象实时监测系统

在500kV变电站建立小型气象监测站，实时监测风速、风向、温度、湿度、气压、雨雪等气象指标，气象数据具备统计、分析和历史存储功能。

4.2 线路舞动在线监测系统。在500kV线加装线路舞动在线监

测系统。该系统是今年全国电网遭受大范围舞动后的一个新研究课题，基本原理是采用附着在导线上的加速度传感器实时监测线路的舞动情况，一个档距内安装7个传感器便可描绘出导线的完整的舞动轨迹（波幅、波长、频率），并在杆塔上安装小型气象监测站，数据通过安装在铁塔的点对点微波装置传送至附近变电站，然后通过变电站的光纤通道传送至省调、应急中心和运行单位。该系统实现导线舞动的定量监测，对电网的应急处理和防舞动治理改造提供数据。

5 总结

加强输电线路舞动及防治工作研究。舞动发生具有一定的偶然性，而且概率较低，往往会被人们忽视。但偶然之中存在必然性，只要具备了起舞的三个条件，舞动的发生就是必然的。2010年前山东电网鲜有输电线路舞动记录，但2010年年初两次大范围舞动为输电防舞治理工作敲响了警钟；说明在相当大的区域范围内存在导线舞动的可能性，由于舞动的巨大破坏性，因此应对舞动研究与防治给予足够的重视。防治工作方式转变。500kV输电线路舞动问题的研究与防治必须与设计、生产、运行部门相结合，对新建、在运行、已舞动线路分别进行防治，将灾害减少到最低。同时积累舞动防治的经验，在实践中不断完善舞动防治方法。同时，必须转变观念，将单纯被动的“治理”改为“预防为主，防、治结合”的主动工作方法。加强输电线路舞动观测和实时监测。

[1]郭应龙,李国兴,尤传永.输电线路舞动[M].北京:中国电力出版社,2003.

[2]尤传永,卢明良,徐乃管.架空输电线路舞动的防止措施[J].中国电力,1993,26.

[3]黄经亚.架空送电线路导线舞动的分析研究[J].中国电力,1995,28(2):21-26.

[4]关根志.500kV输电线路中的导线舞动[J].电气时代,1990,(12):2.

[5]王少华,蒋兴良,孙才新.输电线路导线舞动的国内外研究现状 [J].高电压技术,2005,31(10):110-111.

[6]张宇,杨坚.江西电网2008年初输电线路舞动情况分析[J].江西电力,2008,3.