輸電線路導線舞動及其防范措施

趙宏宇

摘要：傳輸線導體舞動目前是電氣工程領域的一個嚴重問題，對傳輸線的損壞非常大。隨著當今社會的經濟發展，家庭、企業等各個單位對電量的需求都在不斷增加。因此，采取有效措施，確保輸電線路暢通安全，盡可能減少電網事故，已成為亟待解決的問題。

關鍵詞：輸電線路;導線舞動;防范措施

引言

在輸電線路中，一旦形成導線舞動的情況，通常可能會持續好幾個小時，因此便會對高壓輸電線路產生非常大的損壞，對于輸電線路的運行安全造成最為直接的威脅。所以，對于高壓輸電線路的在線監測過程中，基于傳感器技術的導線舞動技術產生著十分重要的作用。所以在輸電線路出現導線舞動問題之前，就必須要及時加以發現并采取有效的預警措施，避免問題的惡化。

1導線舞動的內涵

架空輸電線路在出現偏心結冰后，架空輸電線路會出現由于風振引起的高振動和低頻自激振動現象。簡單地說，也就是當風吹到由于結冰而變成非圓形截面的導線時，會產生一定量的空氣動力，這將會導致導線產生一種低頻，繼而出現大幅度的自激振蕩的情況。由于它的形狀是上下飛舞的。像龍舞一樣，所以就叫做導線舞動。在每年的早春和初冬季節，尤其是在容易掉落冷雨的一些地區，就非常容易產生嚴重影響電源、電力供應的現象，即就是所謂的導線舞動。

2導線舞動的機理

在輸電線路中，當輸電線路受到橫向速度風載荷的時候，就會產生加速運動，并且線路還將經受空氣動力學力矩便會產生巨大的扭曲。當扭轉運動的頻率與其垂直運動的頻率同步時，就會發生導線舞動的情況。由于目前對于導線出現舞動的機制尚不夠完全清楚，同時由于技術不夠先進，所以針對預防導線舞動的措施尚未完成。然而，從導線舞動的重復性上可以看出，輸電線路的舞動主要是基于一定的周期進行運動的。電線的扭動操作是產生舞動的主要原因。當大振幅線出現舞動時，它將在同一周期內形成扭轉運動。對于導線本身吸收的能量，絕緣體，端子和其他金具吸收的能量的比例非常小，并且容易發生舞動的情況。導線的張力越大，其本身吸收的能量也就越少，因而也就越有利于舞動情況的形成與發展。

3輸電線路導線舞動的原因

3.1覆冰

覆冰是架空線舞動的必要條件之一。到目前為止，除了一些現象之外，已經發現導線舞動在電線上有冰。冰涂層改變了導線的圓形幾何形狀，使得導線的一側形成翼型，并且當強風吹過時原始的空氣動力學特性改變。通過導線上部的空氣的速度增加并且壓力降低，通過下部的空氣的速度降低并且壓力增加，使得導線受到向上的力并且由于線的向上的力和重力，導致線垂直振蕩。同時，由于導線的偏心冰涂層，導線被扭曲和振蕩。

3.2風的激勵

風是導致架空電線舞動的能量來源。在相同的降雨條件下，風速會影響冰的形狀，從而影響空氣動力學狀態。因為垂直于線的風的分量越大，不均勻的冰層后對線的激勵效果越好，線上產生的升力越大，這有利于線路系統中的能量積累，這反過來又使系統不穩定并產生舞動。風的激勵不僅與當地的氣象條件有關，而且與該線所在地區的地形和地貌條件密切相關。據統計，輸電線舞動主要發生在平原的開闊地帶。在山區和地表，有森林，建筑物和其他區域。線越高離地面越大，受表面物體影響的風越小，形成穩定風就越容易，并且很容易舞動。

3.3線路結構參數

多分裂導體比單分裂導體更容易跳動，因為對于導體的中心線，導體的結冰通常總是朝向迎風側。這種偏心質量將導致電線繞其自身軸線扭曲，從而改變電線的迎風面。對于分體式導體，通常每隔幾十米就有一個間隔條將子線連接在一起。每個子步驟中的子線通過間隔條固定在兩端。扭轉剛度遠高于相同橫截面的單個導體的扭轉剛度。因此，作用在分裂導體上的空氣動力載荷自然遠大于單導體的空氣動力載荷。

4防范輸電線路導線舞動的措施

4.1注重日常的巡視工作

線路運檢單位和地區供電單位應結合線路的具體特點，同時還要注意地理特征以及季節變化的特點，根據實際情況制定日常巡查計劃，系統確定電線桿塔的運行情況。必須要明確管轄范圍內的線路和周圍的地理條件的現實情況。重點對傳輸線路易舞動部分和線路防跳裝置安裝情況，根據調查結果建立反舞動檔案。

4.2特殊巡視

當線路出現舞動情況時，必須要立即啟動有效的應急預案，爭取在最短的時間內可以抵達到故障現場，同時還應當注意收集資料，具體需要的資料主要有如下幾點：氣象資料：現場的風速、風向、溫度、濕度等;導線覆冰厚度、形狀和臨近桿塔地面附屬物覆冰類型以及厚度;線路結構參數，可見光照片;舞動過程的錄像：要求錄像資料畫面盡可能的穩定并持續一定時間段、覆冰照片清晰。

4.3螺栓排查

桿塔螺栓必須要在其投如運行之后一年以及舞動情況出現后展開防松排查措施。需要針對輸電桿塔防松排查、防舞動治理的螺栓加固措施的各類工程的驗收原則為：其一，對導線掛點處、橫擔與塔身連接部位的緊固件采取逐個驗收的方式。其二，對采取“下橫擔以上部位進行防松加固”的桿塔，在遵循第一條驗收原則的基礎上，對塔頭、橫擔、下橫擔附件采取防松措施的緊固件聯接點，進行抽樣驗收，每個部位的抽樣個體或點數不少于10個。

4.4相間間隔棒的排查

①相間間隔棒配套金具外觀檢查，檢查金具是否完好，金具外觀是否存在銹蝕、磨損等現象;防松銷、墊片等配件是否完好;檢查相間間隔棒配套金具所有螺栓是否具有防松措施：銷釘的安裝正確與否，螺栓有沒有擰緊。②相間間隔棒線夾與導線連接處檢查，檢查導線是否存在磨損、斷股等現象;該檔內防振錘有無滑移、掉抓等現象。

5反舞動技巧和裝置基于不同的舞動機制

5.1輸電導線舞動的形態

一般包括三種形態：垂直與水平兩個方向的橫向振動;在齒輪兩端的固定點之間擺動電線;導線圍繞其自身軸線或分裂線繞其分裂圓的中心線扭轉。在上述三種形式中，橫向振動的扭轉振動和自激振動的強制振動有很多。它們之間還存在慣性耦合和氣動耦合關系，這是輸電導線舞動的重要誘發因素。

5.2導線舞動的相關理論

尼格爾扭轉舞動理論：當線的扭轉振動頻率與橫向振動的某個固有頻率一致時，發生振動。當扭轉振動頻率接近垂直或水平振動頻率時，橫向運動被耦合力激發產生交變力，并且線在力下大幅跳動。低阻尼系統共振舞動機理：在風的作用下，整個架空輸電線路的部件將產生不同程度的振動。架空傳輸線導體具有兩個固有振動頻率。它將被激發成強烈的共鳴，即線條舞動。這個理論可以解釋傳統舞蹈原理無法解釋的許多舞動現象，如薄，無冰層舞動和分裂線的舞動。動力穩定性舞動理論：動力穩定理論由北京電力建設研究院等單位提出。該理論認為，舞動是一種動態的不穩定性，動態穩定性理論可以用來分析各種類型的舞動。通過建立水平，垂直和扭轉運動方向的動態模型，并利用穩定性來確定系統是否穩定，該理論不僅涵蓋了垂直舞動機制和扭轉舞動的機制，還作出了新的發展。

結束語

輸電線路的跳線對安全可靠的運行造成了極大的危害。只有為了實現有針對性的治理，才能確保輸電導線防舞動管理的長期性和連貫性。

參考文獻

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