输电线路导线舞动及其防范措施

赵宏宇

摘要：传输线导体舞动目前是电气工程领域的一个严重问题，对传输线的损坏非常大。随着当今社会的经济发展，家庭、企业等各个单位对电量的需求都在不断增加。因此，采取有效措施，确保输电线路畅通安全，尽可能减少电网事故，已成为亟待解决的问题。

关键词：输电线路;导线舞动;防范措施

引言

在输电线路中，一旦形成导线舞动的情况，通常可能会持续好几个小时，因此便会对高压输电线路产生非常大的损坏，对于输电线路的运行安全造成最为直接的威胁。所以，对于高压输电线路的在线监测过程中，基于传感器技术的导线舞动技术产生着十分重要的作用。所以在输电线路出现导线舞动问题之前，就必须要及时加以发现并采取有效的预警措施，避免问题的恶化。

1导线舞动的内涵

架空输电线路在出现偏心结冰后，架空输电线路会出现由于风振引起的高振动和低频自激振动现象。简单地说，也就是当风吹到由于结冰而变成非圆形截面的导线时，会产生一定量的空气动力，这将会导致导线产生一种低频，继而出现大幅度的自激振荡的情况。由于它的形状是上下飞舞的。像龙舞一样，所以就叫做导线舞动。在每年的早春和初冬季节，尤其是在容易掉落冷雨的一些地区，就非常容易产生严重影响电源、电力供应的现象，即就是所谓的导线舞动。

2导线舞动的机理

在输电线路中，当输电线路受到横向速度风载荷的时候，就会产生加速运动，并且线路还将经受空气动力学力矩便会产生巨大的扭曲。当扭转运动的频率与其垂直运动的频率同步时，就会发生导线舞动的情况。由于目前对于导线出现舞动的机制尚不够完全清楚，同时由于技术不够先进，所以针对预防导线舞动的措施尚未完成。然而，从导线舞动的重复性上可以看出，输电线路的舞动主要是基于一定的周期进行运动的。电线的扭动操作是产生舞动的主要原因。当大振幅线出现舞动时，它将在同一周期内形成扭转运动。对于导线本身吸收的能量，绝缘体，端子和其他金具吸收的能量的比例非常小，并且容易发生舞动的情况。导线的张力越大，其本身吸收的能量也就越少，因而也就越有利于舞动情况的形成与发展。

3輸电线路导线舞动的原因

3.1覆冰

覆冰是架空线舞动的必要条件之一。到目前为止，除了一些现象之外，已经发现导线舞动在电线上有冰。冰涂层改变了导线的圆形几何形状，使得导线的一侧形成翼型，并且当强风吹过时原始的空气动力学特性改变。通过导线上部的空气的速度增加并且压力降低，通过下部的空气的速度降低并且压力增加，使得导线受到向上的力并且由于线的向上的力和重力，导致线垂直振荡。同时，由于导线的偏心冰涂层，导线被扭曲和振荡。

3.2风的激励

风是导致架空电线舞动的能量来源。在相同的降雨条件下，风速会影响冰的形状，从而影响空气动力学状态。因为垂直于线的风的分量越大，不均匀的冰层后对线的激励效果越好，线上产生的升力越大，这有利于线路系统中的能量积累，这反过来又使系统不稳定并产生舞动。风的激励不仅与当地的气象条件有关，而且与该线所在地区的地形和地貌条件密切相关。据统计，输电线舞动主要发生在平原的开阔地带。在山区和地表，有森林，建筑物和其他区域。线越高离地面越大，受表面物体影响的风越小，形成稳定风就越容易，并且很容易舞动。

3.3线路结构参数

多分裂导体比单分裂导体更容易跳动，因为对于导体的中心线，导体的结冰通常总是朝向迎风侧。这种偏心质量将导致电线绕其自身轴线扭曲，从而改变电线的迎风面。对于分体式导体，通常每隔几十米就有一个间隔条将子线连接在一起。每个子步骤中的子线通过间隔条固定在两端。扭转刚度远高于相同横截面的单个导体的扭转刚度。因此，作用在分裂导体上的空气动力载荷自然远大于单导体的空气动力载荷。

4防范输电线路导线舞动的措施

4.1注重日常的巡视工作

线路运检单位和地区供电单位应结合线路的具体特点，同时还要注意地理特征以及季节变化的特点，根据实际情况制定日常巡查计划，系统确定电线杆塔的运行情况。必须要明确管辖范围内的线路和周围的地理条件的现实情况。重点对传输线路易舞动部分和线路防跳装置安装情况，根据调查结果建立反舞动档案。

4.2特殊巡视

当线路出现舞动情况时，必须要立即启动有效的应急预案，争取在最短的时间内可以抵达到故障现场，同时还应当注意收集资料，具体需要的资料主要有如下几点：气象资料：现场的风速、风向、温度、湿度等;导线覆冰厚度、形状和临近杆塔地面附属物覆冰类型以及厚度;线路结构参数，可见光照片;舞动过程的录像：要求录像资料画面尽可能的稳定并持续一定时间段、覆冰照片清晰。

4.3螺栓排查

杆塔螺栓必须要在其投如运行之后一年以及舞动情况出现后展开防松排查措施。需要针对输电杆塔防松排查、防舞动治理的螺栓加固措施的各类工程的验收原则为：其一，对导线挂点处、横担与塔身连接部位的紧固件采取逐个验收的方式。其二，对采取“下横担以上部位进行防松加固”的杆塔，在遵循第一条验收原则的基础上，对塔头、横担、下横担附件采取防松措施的紧固件联接点，进行抽样验收，每个部位的抽样个体或点数不少于10个。

4.4相间间隔棒的排查

①相间间隔棒配套金具外观检查，检查金具是否完好，金具外观是否存在锈蚀、磨损等现象;防松销、垫片等配件是否完好;检查相间间隔棒配套金具所有螺栓是否具有防松措施：销钉的安装正确与否，螺栓有没有拧紧。②相间间隔棒线夹与导线连接处检查，检查导线是否存在磨损、断股等现象;该档内防振锤有无滑移、掉抓等现象。

5反舞动技巧和装置基于不同的舞动机制

5.1输电导线舞动的形态

一般包括三种形态：垂直与水平两个方向的横向振动;在齿轮两端的固定点之间摆动电线;导线围绕其自身轴线或分裂线绕其分裂圆的中心线扭转。在上述三种形式中，横向振动的扭转振动和自激振动的强制振动有很多。它们之间还存在惯性耦合和气动耦合关系，这是输电导线舞动的重要诱发因素。

5.2导线舞动的相关理论

尼格尔扭转舞动理论：当线的扭转振动频率与横向振动的某个固有频率一致时，发生振动。当扭转振动频率接近垂直或水平振动频率时，横向运动被耦合力激发产生交变力，并且线在力下大幅跳动。低阻尼系统共振舞动机理：在风的作用下，整个架空输电线路的部件将产生不同程度的振动。架空传输线导体具有两个固有振动频率。它将被激发成强烈的共鸣，即线条舞动。这个理论可以解释传统舞蹈原理无法解释的许多舞动现象，如薄，无冰层舞动和分裂线的舞动。动力稳定性舞动理论：动力稳定理论由北京电力建设研究院等单位提出。该理论认为，舞动是一种动态的不稳定性，动态稳定性理论可以用来分析各种类型的舞动。通过建立水平，垂直和扭转运动方向的动态模型，并利用稳定性来确定系统是否稳定，该理论不仅涵盖了垂直舞动机制和扭转舞动的机制，还作出了新的发展。

结束语

输电线路的跳线对安全可靠的运行造成了极大的危害。只有为了实现有针对性的治理，才能确保输电导线防舞动管理的长期性和连贯性。

参考文献

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