山西电网500 kV紧凑型线路防舞动治理

赵彦平，全明睿

（山西省电力公司检修公司，山西 太原 030031）

1 引言

2009年11月—2011年10月，山西省电力公司检修公司（以下简称公司）运维的500 kV紧凑型输电线路，受强降雪及冻雨天气影响，发生了不同程度的覆冰舞动现象，引起了线路发生机械和电气故障，给电网运行带来巨大的威胁，这是山西省首次出现500 kV输电线路大规模的舞动现象。

输电线路覆冰舞动具有发生机理复杂、防治难度大和破坏力强的特点，存在的问题主要为现有防舞方法及防舞装置应用，仅能不同程度地抑制线路舞动的强度，而不能完全消除舞动的发生等。本文系统分析了舞动发生的特点，以及目前防治措施的现状，总结和制定了合理有效的防舞治理指导意见，以保障电网的安全稳定运行。

2 2009—2011年线路舞动规律及特点分析

2.1 基本情况

2009年11月以来，覆冰舞动引起线路跳闸7次，均为紧凑型线路。其中，2009年11月10—14日，500 kV朔云线因覆冰舞动引起线路跳闸4次；2010年3月8日，500 kV云吕线因覆冰舞动引起线路跳闸两次；2011年10月15日，朔云线再次因覆冰舞动引起线路跳闸1次。发生覆冰舞动后，公司组织对线路铁塔、导地线、金具、附属设施进行了检查，未发现铁塔及导地线损坏，但发生相间间隔棒连接金具损坏、脱落12处，对电网安全和可靠供电产生了严重影响。

2.2 舞动规律和特点

2.2.1 舞动频度明显增加

2009年以来，每一次冰冻雨雪、大风降温天气过程，都有线路舞动事件发生，频率明显增加。

2.2.2 舞动发生规模远远超过历年

2009年以前，未发现线路覆冰舞动现象。2009年11月后，公司观测到输电线路舞动6条14档，均为500 kV线路。

2.2.3 紧凑型线路抗舞能力较弱

紧凑型线路起舞所需的冰风条件相对更低，相间距离和相对地距离较小。舞动发生后，极易造成相间及相对地闪络跳闸。

（1）紧凑型和常规线路均观测到覆冰舞动，紧凑型线路发生故障跳闸，常规线路舞动未引起跳闸。

（2）发生覆冰舞动跳闸故障区段比较集中，故障档距大。

（3）故障相别均为倒三角排列的下相与任一上相之间。

（4）覆冰舞动故障区域突破传统的平坦、开阔易舞地带，山区线路发生舞动跳闸。

（5）覆冰舞动造成相间间隔棒连接金具脱落、断裂，铁塔与导地线未发生损坏。

（6）500 kV朔云线实施防舞治理后的区段再次发生故障，说明通过采取辅助防舞措施未能从根本上解决线路舞动跳闸问题。

3 防舞动治理情况

现行的舞动防治技术和方法主要是针对引起舞动的3要素，分别从“避、抗、防”3个方面采取措施。从气象条件考虑，在线路设计时“避”开易于引起舞动的覆冰区域或主导风向的线路走向；适当提高输电线路的机械和电气强度，以抵抗舞动对线路的破坏；从改变导线系统的参数考虑，采取各种防舞措施，以抑制舞动发生。

从工程实际应用看，“避、抗”技术的理论研究不够，经济性及可操作性较差,也缺乏实践经验。防舞技术相对成熟且易于实现，经济性也较“避”和“抗”好，对于易舞区，新建、在运线路基本都采用“防”的措施。

目前，防舞技术主要有改变导线系统结构特性抑制舞动；提高导线系统阻尼抑制舞动；扰乱沿档气流抑制舞动；采用防覆冰措施抑制舞动。防舞措施应能有效抑制舞动幅值，提高防舞设防阈值；防舞措施应尽可能保证相间及相对地间距。

紧凑型线路的防舞装置优先选用相间间隔棒，其次是线夹回转式间隔棒。

3.1 500 kV线路防舞治理

2009年11月发生覆冰舞动故障后，公司委托中国电力科学研究院编制了治理方案，省电力设计院根据治理方案进行防舞动治理设计。2010年，公司完成了6条500 kV线路舞动治理，安装线夹回转式间隔棒1 668支，安装相间间隔棒1 844支，安装双摆防舞器176套[1]。

治理原则：紧凑型线路大于500 m的档距内，安装相间间隔棒，并更换配套连接金具；≥300 m的档距内，安装线夹回转式间隔棒；普通线路安装双摆防舞器。

3.2 500 kV朔云线防舞治理过程

以朔云线311#-312#治理为例，该档档距684 m。

（1）2009年9月，500 kV朔云线投运前，按照设计，由基建单位在311#—312#档距中央同一断面加装了一组封闭三角形，安装3支相间间隔棒。

（2）2009年11月，发生覆冰舞动故障后，本公司紧急联系中国电科院编制了防舞方案，同年12月1日实施了第一次防舞治理。按相间间隔棒不宜安装在同一断面内，相邻相间间隔棒应错开安装的原则，对311#—312#各加装相间间隔棒6支。

（3）2010年5月12—14日，依据中国电科院治理方案，实施第二次防舞治理。为防止舞动时金具损坏，将311#—312#相间间隔棒两端更换为间距可调节绞结式连接金具。

（4）2011年10月23—24日，依据中国电科院优化治理方案，按照缩减交错型配置方式的次档距，形成加密的交错型配置；紧凑型线路准封闭三角形方案：倒△或V型，每组相间间隔棒的间距为100～200 m；相间间隔棒不完全闭合，接头错位5～10 m左右的原则，对311#—312#补加相间间隔棒5支。档内相间间隔棒数量达到11支[2]。

500 kV朔云线采取措施后仍发生故障，说明我们对山区微地形舞动认识还存在差距，治理措施的适用性、有效性有待进一步验证，也说明线路存在的固有缺陷很难通过采取辅助措施解决。

4 舞动防治工作存在的主要问题

（1）目前，大部分防舞装置都属于新技术、新产品，还没有制定相关行业或国家标准，各单位订货技术条件、各生产厂家的出厂标准不统一，造成部分防舞装置现场安装出现问题，影响了工程进度。

（2）防舞治理改造，对于同塔双（多）回线路，防舞改造施工的经验不足，停电检修存在困难。

（3）部分新型防舞动装置（如柔性相间间隔棒、扰流防舞器等）投入使用时间不长，其防舞效果还有待运行检验。

5 进一步的研究工作

由于舞动问题的复杂性，目前，通过理论分析完全解决其机理是不现实的，试验方法是研究舞动问题的一个重要手段。通过试验分析，可以模拟在真实环境下，舞动性态、验证数值分析结论、评估防舞设计方法等，试验方法主要包括真型试验和风洞试验两种。目前，中国电科院已建立了适合覆冰导线舞动分析的导线单元，开发出舞动模拟仿真程序；开展了覆冰导线气动参数风洞试验。

做好输电线路舞动现场观测和防舞装置效果评估工作。一是进一步加强对线路运维人员舞动现场观测方法的培训工作，要求基层单位各运维班组基本掌握舞动观测技术，配备舞动观测仪器，不断提高舞动现场观测水平。二是加强特殊天气条件下易舞动线路和舞动区段的特巡，在线路发生舞动时，要及时掌握输电线路舞动的真实情况，并根据观测结果评估出防舞措施的治理效果，为防舞研究及治理工作提供依据。

基于不同舞动机理开发的防舞装置，其具有各自的特点和应用局限性，防舞效果不尽相同。但各种防舞方案和措施却仅能不同程度地抑制线路舞动的强度，而不能完全消除舞动的发生。如采用防舞措施后仍然无法满足运行要求的，可将故障区段改造为常规线路或更改路径。