架空输电线路设计输电线路舞动分析研究

宋英涛

摘要：我国是架空输电线路舞动多发区，输电线路舞动会导致安全事故频发，对人们的生命与财产安全造成危害，在此基础之上，相关企业必须要对造成线路舞动的情况进行深入的剖析并寻找有效的措施加以改善，这样才能够尽可能的保障架空输电线路的运行稳定性。基于此，下文将对架空输电线路舞动情况展开详细的探究。

关键词：架空输电线;线路设计;线路舞动

1输电线路舞动原理

输电线路舞动不同于一般的振动现象，而是受到风速的影响发生一种运动轨迹的变化，其具有低频率、大振幅等特点。舞动故障出现与风速、风向、输电线路自身结构等都有关系。架空输电线路通常处于静载负荷状态，而舞动故障发生的时候形成动荷载，对塔杆挂线等都有影响，从而对线路造成损坏。其次，塔杆建设中，线路舞动下转角角度与设计存在较大出入，横担方向承载力远大于塔杆所能承受的范围，这样就会造成塔杆失去平衡或损坏。从目前来看输电线路舞动所造成的跳闸、停运、变电站失压等问题都是我们会面临的考验，这不仅影响人们的正常用电，还会对社会经济产生一定影响。在用电负荷日益增涨的情况下，电力企业应该着手研究输电线路舞动的防治措施，努力解决舞动现象所造成的不利影响。

2架空输电线路舞动原因分析

通常，架空输电线路导线振动的频率会保持在0.1～0.3Hz，振动的幅度最大也能够达到10m以上。舞动故障的幅度大小，一般会受到外在因素的影响，这些因素主要包括有：（1）输电线路上覆冰的多少;（2）风对输电线路产生的激励效应;（3）输电线路本身的结构参数。对于输电线路的舞动故障，其产生以及变化都具有一定的规律性。由于一旦发生输电线路的舞动故障，就必然会对整个输电线路产生巨大的影响，因此在对输电线路进行设计时，要能够考虑到舞动故障可能会带来的影响，要能够采用新型的线路设计方法来进行设计。

与传统的单线回路设计相比较，新型的线路设计方法具有较强的抗舞动能力，但是如果环境影响因素较强，依然需要采用人工预防处理的方式来加以干预。在新型线路设计下，导致舞动故障继续出现的原因有：（1）新型输电线路的架设高度相对比较大;（2）新型导线的截面面积也比较大;（3）新型输电线路中采用的导线还存在一定数量的分裂导线，在风荷载的作用下非常容易出现舞动故障，如果线体是按照垂直方向进行舞动的，则会产生非常大的弧垂。

3架空输电线路舞动所造成的危害

导线舞动造成最严重的危害是导线与导线、导线与地线碰线而引起的闪络，造成跳闸甚至烧坏电线。水平排列的导线一般互相碰线的可能性较少，但若线间距离偏小，导线舞动的同时又出现不同步摆动则有可能引起相间短路闪络。前苏联对运行线路的观察，证实了线路在电线舞动时发生多次跳闸，并在舞动结束前不可能合闸，也查到因舞动闪络被烧坏的电线。另外，发生损坏较多的是线路金具，特别是相分裂线路因导线与导线、导线与连接件碰撞而引起金具损伤、夹具松驰，导致导线磨损。在导线悬挂点处会因舞动承受扭转、弯曲及挤压等过应力而发生电线鼓灯笼、电线伸长使弧垂增大。过大的弯曲应力与强烈舞动的扭矩联合作用会使护线条、导线线股疲劳断裂。

4输电线路舞动的防治措施分析

4.1防舞装置选择原则

随着运行监测手段的不断发展，对输电线路故障的记录和分析也有了改进提升，对不同原因引起的输电线路故障更容易区分。其中由舞动导致线路故障的记录越来越详细，包括舞动发生的区域、线路电压等级、路径走向、地形条件等，根据分析记录得到的结果研制出具有不同特性、适用不同线路的多种防舞装置。现行防舞措施主要包括三类：根据气象及地形条件，避开易于形成线路舞动的覆冰区域;从杆塔塔头布置、金具选型、导地线选择等方面考虑，加强线路抵抗舞动的能力;通过加装附件，改变原有线路的设计条件，根据线路所经区域和自身特点，差异化加装各种防舞装置，从而抑制舞动的发生。防舞装置主要包括相间间隔棒、线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、动力减振器、失谐摆、偏心重锤等，对线路舞动有抑制作用。

4.2采用舞动试验技术来进行有效的防治

随着电力行业的不断发展，越来越多的人开始意识到舞动故障的危害性，并且也开展采用措施来对舞动故障进行预防与处理。各个部门都加大了对舞动故障的研究力度，也结合实际情况突出了相应的理论策略，但是理论仅仅是停留在书面上，与实际运用之间还存在非常大的差別，是现阶段舞动故障仍然无法得到完全控制的主要原因。所以，为了能够对线路舞动进行更好的处理与管理，要能够将相关的理论知识向着具体技术的方向转变，加大对技术措施的研究力度，并以此来达到有效防治的目的。现阶段，通过舞动试验能够对架空输电线路的舞动故障进行仿真模拟，并对相关的试验方法进行灵活的运用，在模拟的过程中获得防舞设计的各项技术参数，实现技术上的突破。

4.3完善输电线路运行的维护工作

周边环境、地质条件、气象变化等情况对于导线影响巨大，因此相关企业部门在线路巡视与故障管理上要尤其注意，结合设备运行状态，开展动态巡视管理，做好日常检查，及时发现运行中存在的线路舞动现象。加强正常供电设备的巡视工作，在故障出现后，要第一时间找出故障发生区进行处理。同时，针对舞动故障加强舞动装置的防护，利用无人机、望远镜等设备进行巡视检查，确保传输质量以及整个架空输电线路的安全运行，提高整体的服务水平。

4.4避开覆冰区域，调整线路

架空输电线路出现舞动主要是由风速和风向等构成的，当风速大于10m/s，温度为-5～0℃的时候，舞动故障出现的频率较高。从风向的角度来看，当处于寒冷冰冻季节的情况，风向与输电线路轴线之间大于45°夹角，这种情况下所产生的舞动频率较高。夹角变小时，舞动故障发生的频率也会下降。在架空输电线路设计过程中，针对风向和冰冻的问题应该给予重视，尽可能避开这些不利因素的影响，将输电线路与冬季风之间的夹角控制在最低，提高横担与杆塔的承载能力，并且加强金具的防震性能，切实提高舞动故障的防治水平。

4.5架空输电线路舞动的发展趋势

大量的调查分析结果表明，近年来我国冬季输电线路导线覆冰舞动属于典型的线路覆冰舞动，其发生的条件、导线舞动的表现形式以及导线舞动所引发的故障与以往的舞动情况基本一致。但与以往的导线舞动情况相比较，近期的导线舞动也呈现出了一些新的发展趋势：（1）导线舞动发生的范围在扩大，频率在增高，遍及全国多数省份，涉及各个电压等级的输配电线路，甚至于通讯线路也观察到了舞动现象;（2）导线舞动持续时间长，强度大，如500kV姚孟电厂～邵陵变线路（位于河南省境内的输电线路）强烈舞动事故，持续时间长达60小时，造成该线路发生5基铁塔倒塔的严重后果;（3）导线舞动事故频发，促使我国电网灾害应急机制的建立。

5结束语

总而言之，架空输电线路舞动故障产生的范围及影响较大，找出产生问题的原因，并采取有效的防治措施是当前电力企业需要重视的一个问题。虽然，我们对架空输电线路舞动故障的防治措施有很多种，但还是需要结合实际情况合理选择。对常见的舞动故障，在处理的过程中总结经验，为后续工作的有序进行奠定良好的基础保障。

参考文献

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