輸電線路覆冰舞動分析及防治措施

李永堅

摘 要：文章就覆冰導線產生舞動的原因以及防止輸電導線產生舞動的措施兩個方面進行探討，但是探討的結果發現，輸電導線不僅僅是關系著電力系統的運行，更關系到整個民生，因此對于輸電導線中存在的嚴重問題就必須解決。在實際操作中更應該從覆冰導線的舞動預防開始，做好地域數據分析、做好前期防舞動裝置，這樣才能從根本上最便捷的避免舞動的產生。

關鍵詞：覆冰導線；舞動原理；措施

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）29-0104-01

1 破壞輸電導線運行的主要因素

我國經濟社會飛速的發展，國家對于經濟發展的主力部門——電力部門充分重視，根據國家的相關規定，我們必須不斷完善電網的網架結構。由于電力的發展主要依靠于輸電導線對電力的輸送，輸電導線對電力的輸送直接影響了人們的生活與工作，而破壞輸電導線運行的主要因素之一就是導線的覆冰，其中又有三種情況的覆冰導線來破壞導線的運輸工作，①本文將要探討的覆冰導線舞動而導致的破壞；②是覆冰過多而大量脫落產生的晃動和彈跳；③是覆冰過重產生破壞。

2 覆冰導線舞動原因分析

由于我國疆域遼闊，南北、東西地形、氣候等條件差異大，因此產生覆冰的原因不同，覆冰導線舞動產生的原因也有所不同。就目前而言，人們所認同的覆冰導線舞動的起因分析主要為形成覆冰、線路的結構參數與風激勵的原因。導線在垂直風的作用下，就會產生強烈的舞動，舞動頻率的計算公式為：

？鄣C■/？鄣a+C■<0

其中，CL為導線氣動升力系數，CD為導線迎風阻力系數，a為導線偏心覆冰導線迎風攻角。

2.1 覆冰的原因

覆冰厚度一般為2.5～48 mm，覆冰導線的形成主要分為三類，其一是雨凇，其二是霧凇，其三是霜凇。

①雨凇。根據相關的數據分析和研究發現，覆冰導線舞動中導線上覆冰的產生原因主要是雨凇。在風速很大且氣溫在零度上下時，尤其在低海拔地區的凍雨時節雨凇產生的情況較大。雨凇產生的這種自然條件是冰體在粘性最強的情況，不容易小部分脫落，會呈塊狀的黏附在導線上，容易在有風的情況下產生舞動，對導線的安全性造成威脅。

②霧凇。霧凇主要形成于山區，其形成條件主要是氣溫相對較低且風速也相對較小的情況下。由于氣溫較低因此低空云的水汽溫度也很低，在水汽遇到同樣處于低溫的輸電導線時，凝結成冰附著于導線上。或者是由于山間晝夜溫差大，清晨產生的霧氣遇冷在輸電導線上凝結成冰，因此霧凇所形成的冰體密度相對較小，主要是通過不斷凝結的過程來形成覆冰，霧凇作為一種覆冰導線，其舞動時產生的破壞性最小。

③霜凇。霜凇的產生條件與雨凇的產生條件相似，都為零度左右且風速較大的情況下，霜凇作為不斷累積的冰體之一，其密度大大的高于雨凇與霧凇所產生的冰體。因此只要在有濕云的情況下，就容易產生霧凇，霧凇通過其晶體的不斷累積不斷的增加質量。

2.2 線路的結構參數

除了覆冰的原因外還有線路的結構參數來影響覆冰導線的舞動，而線路的結構參數還包括了分裂導線、張力、弧度與垂直度等參數。線路的結構參數對覆冰導線舞動的影響主要是通過大量的數據以及相關工作人員日積月累的工作經驗得出的。導線舞動在我國的大部分500 kV輸電線路中均發生過，由舞動引起的事故占500 kV輸電線路事故總數的23.5%。

①分裂導線。在線路的結構參數中，分裂導線產生舞動的因素最大，由于分裂導線是由不同的子導線構成的，而各個子導線的扭轉剛度比單獨存在的單導線又大很多。因此在同等結冰的情況下，單導線因為扭轉剛度比較低，因此容易發生扭轉，這樣冰體在上面不容易大面積的附著。而分裂導線中的各個子導線由于剛度較強且扭轉度不強，就會使得冰體增大，發生舞動。

②弧度。不同弧度的導線也會產生不同幅度的舞動，一般的輸電導線都具有一定的弧度，這個弧度范圍是國家規定的標準，因此在這樣一定的弧度范圍內可以保證輸電導線能夠有效的進行輸電且不受到影響。如果導線的弧度小于標準弧度，那么就會造成導線過于緊繃，雖然這樣的導線不易發生舞動，但是熱脹冷縮容易讓導線很容易的受到損壞。如果導線弧度大于標準弧度，那么導線在覆冰的情況下舞動更大。

3 防舞動措施

就目前的舞動現象分析而言，我國的電網管理者和工作根據已有的經驗和得到的數據在防舞動方面有了一定的成就。防舞動措施主要根據各地的氣候、地形等自然條件來采取避舞——避免產生舞動、抗舞——對抗會產生的舞動進行改進以及抑舞——抑制舞動的產生。

3.1 避 舞

避免舞動的產生就是企業的規避措施，對于電力企業來說，其防治出現經濟和安全損失的措施之一就是避免覆冰輸電導線出現舞動。既然要避免就要對于該地所處的自然條件和社會條件兩個方面出發，對于自然條件來說，應當了解當地的氣候、地貌和地形，從而選擇適合當地的導線；對于社會條件來說，應當對當地的工作人員進行經驗傳授和防舞動措施的講解，從而保證在舞動發生時有對應的措施來解決。

3.2 抗 舞

由于避舞是對自然條件和社會條件的一種預估，對其無法進行改變，因此就出現了抗舞這一措施。抗舞就是在無法更改的地形、氣候條件下，通過更改輸電導線的原料、材質以及其他方面來保證輸電的安全運行。抗舞主要是通過檢測該地地形之后，選擇更適宜該地的材質，選擇高強度的機械來防止出現覆冰導線舞動的情況。

3.3 抑 舞

抑舞即通過相應的裝置和器械來抑制舞動的產生，同之前的避舞措施來對有可能產生舞動的區域進行具體勘測，然后安裝防舞動裝置。

①改變導線系統的結構。通過改變導線的系統結構可以防治舞動的產生，其主要原因是通過在系統結構中加入防舞動裝置，其中防舞動裝置包含有失諧擺、壓重防舞器等失諧擺是通過調節導線的扭轉剛度，使得導線在有冰體附著時產生扭轉運動，避免了舞動的發生。壓重防舞器是通過增加輸電導線的質量從而減小風速對舞動的影響。

②改變導線的氣動力。通過安裝相應的防舞動裝置來增加或減少覆冰導線的氣動力，這類裝置主要有氣動力阻力器和擾流防舞器，這類裝置都是通過擾亂氣流，增加氣動力來減少覆冰導線的舞動。

4 有待解決的問題

就目前的電力發展形勢而言，雖已經有了一些適宜的措施，但是很多措施只是通過相關的數據進行電腦構圖的探討，并沒有進行實際的操作。而且模擬的措施與實際的運用有一定的差距，因此要將還未落實到實際中的措施運用到實際中，不能用數據來進行推算，防止發生后續問題。

5 結 語

本文就覆冰導線出現舞動的原因和防止出現舞動的措施進行了探討，但是探討的結果發現輸電導線不僅僅是關系著電力系統的運行，更關系到整個民生，因此對于輸電導線中存在的嚴重問題就必須解決。在實際操作中更應該從覆冰導線的舞動預防開始，做好地域數據分析、做好前期防舞動裝置，這樣才能從根本上最便捷的避免舞動的產生。

參考文獻：

[1] 趙作利.導線舞動因素分析[J].東北電力技術，1994，（9）.

[2] 李光輝.電力系統防凍融冰問題的分析及對策[J].大眾用電，2007，

[3] 黃濤.大跨越高壓輸電線路非線性舞動理論研究[D].武漢：華中科技 大學，2007.