輸電線路導(dǎo)線舞動及其防范措施（3）

孫大校

摘要：在傳輸線導(dǎo)體的舞動中，傳輸線可能振動并造成損壞，使供電系統(tǒng)無法及時供電或供電不充足，電力系統(tǒng)供電的可靠性會大大的降低。本文首先討論了傳輸線導(dǎo)體舞動的機理和原因，以及相關(guān)的舞動危害，最后提出了相應(yīng)的防控措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路; 導(dǎo)線舞動; 防范措施;

1 輸電線路導(dǎo)線舞動的概述及其危害

1.1 導(dǎo)線舞動的內(nèi)涵

架空輸電線路在出現(xiàn)偏心結(jié)冰后，架空輸電線路會出現(xiàn)由于風(fēng)振引起的高振動和低頻自激振動現(xiàn)象。簡單地說，也就是當(dāng)風(fēng)吹到由于結(jié)冰而變成非圓形截面的導(dǎo)線時，會產(chǎn)生一定量的空氣動力，這將會導(dǎo)致導(dǎo)線產(chǎn)生一種低頻，繼而出現(xiàn)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(dǎo)線舞動。在每年的早春和初冬季節(jié)，尤其是在容易掉落冷雨的一些地區(qū)，就非常容易產(chǎn)生嚴重影響電源、電力供應(yīng)的現(xiàn)象，即就是所謂的導(dǎo)線舞動。

1.2 導(dǎo)線舞動的機理

在輸電線路中，當(dāng)輸電線路受到橫向速度風(fēng)載荷的時候，就會產(chǎn)生加速運動，并且線路還將經(jīng)受空氣動力學(xué)力矩便會產(chǎn)生巨大的扭曲。當(dāng)扭轉(zhuǎn)運動的頻率與其垂直運動的頻率同步時，就會發(fā)生導(dǎo)線舞動的情況。由于目前對于導(dǎo)線出現(xiàn)舞動的機制尚不夠完全清楚，同時由于技術(shù)不夠先進，所以針對預(yù)防導(dǎo)線舞動的措施尚未完成。然而，從導(dǎo)線舞動的重復(fù)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(chǎn)生舞動的主要原因。當(dāng)大振幅線出現(xiàn)舞動時，它將在同一周期內(nèi)形成扭轉(zhuǎn)運動。對于導(dǎo)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(fā)生舞動的情況。導(dǎo)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(fā)展。

1.3 導(dǎo)線舞動的危害

（1）機械損傷： （1）出現(xiàn)螺栓松動甚至脫落的情況：輸電線路出現(xiàn)舞動的情況導(dǎo)致耐張塔的主材接點以及橫擔(dān)緊固螺栓松扣、磨損甚至剪斷，因而也就嚴重地影響到鐵塔的受力情況。 （2）導(dǎo)致金具、絕緣子、跳線出現(xiàn)不同程度的損壞：因為導(dǎo)線舞動出現(xiàn)的力學(xué)作用，繼而也就導(dǎo)致已有的內(nèi)部絕緣損壞或機械損傷的絕緣子鋼腳破裂，從而也就導(dǎo)致出現(xiàn)掉線停電的狀況。 （3）導(dǎo)線斷股、斷線：舞動產(chǎn)生的導(dǎo)線交變應(yīng)力造成導(dǎo)線損傷或?qū)Ь€金具磨損，導(dǎo)線斷線。

（2）電氣故障： （1）出現(xiàn)相間跳閘以及閃絡(luò)的情況：導(dǎo)線舞動會造成導(dǎo)線的間隙變小，繼而也就引起相間短路的問題發(fā)生。在電力系統(tǒng)中，特別是66kV輸電線路出現(xiàn)導(dǎo)線舞動所產(chǎn)生的最大危害就是相間短路跳閘，并且容易造成導(dǎo)線嚴重?zé)齻?（2）出現(xiàn)相地跳閘的情況：導(dǎo)線發(fā)生舞動也會造成導(dǎo)線和地線的間隙出現(xiàn)減小的情況，最終也就引起相地短路的危害發(fā)生。

2 防范輸電線路導(dǎo)線舞動的重要意義

輸電線路導(dǎo)線舞動在我國是最為常見的現(xiàn)象之一，舞動問題會涉及到所有的電壓等級輸電線路。在中國，由于每年的冬季和早春季節(jié)，從北方的黑龍江到南方的湖南都有一條悠久的導(dǎo)線舞動帶。從西北的干冷空氣和從東南的暖濕氣流，會出現(xiàn)相遇。這些區(qū)域很容易形成凍雨或霧區(qū)，從而出現(xiàn)導(dǎo)體結(jié)冰的情況，并且由于強大的風(fēng)力，由于滿足舞蹈基本要素的特殊氣象因素，該帶區(qū)域的傳輸線在冬季會被誘導(dǎo)舞動。其中，遼寧省，湖北省和河南省是中國傳統(tǒng)的強勢舞動區(qū)。

近年來，隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，以及受極端氣象條件頻發(fā)的影響，我國架空輸電線路舞動事故發(fā)生的頻率和強度都明顯增加，尤其是2000年后，幾乎每年都發(fā)生較嚴重的舞動事故，造成了嚴重的損失。近些年來輸電線路大面積覆冰舞動現(xiàn)象，造成多條不同電壓等級線路發(fā)生機械和電氣故障，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來巨大威脅，其中山西、浙江、湖南、河北、山東、陜西、安徽、江蘇等省都是首次出現(xiàn)大規(guī)模的舞動現(xiàn)象。

3 輸電線路導(dǎo)線舞動的成因分析

3.1 線路走向

判斷主風(fēng)向與冬季雨雪天氣的路線方向之間的關(guān)系，角度為45°～90°，有利于舞動激發(fā)。如果在舞動區(qū)域中有一條線，則垂直于線軸的風(fēng)向的數(shù)十個齒輪已經(jīng)發(fā)生舞動，并且與其連接并且不再垂直于風(fēng)向的線沒有出現(xiàn)舞動。在這里，其他氣象條件基本上與線路是相同的，并且線路的走向也會對其產(chǎn)生著決定性的作用。

3.2 地形與地勢

出現(xiàn)導(dǎo)線舞動大多數(shù)情況都發(fā)生在平原等開闊地帶。由于受到地形和地勢等的影響，不規(guī)則的氣流將在一定程度上抵消彼此的空氣動力載荷，并且氣流在同一方向上引起的氣動載荷將會出現(xiàn)互疊增加的情況。

3.3 氣象條件

冰雹、刮風(fēng)、氣溫變化、濕度情況、日照問題、降水多少等各種氣象參數(shù)都會對其產(chǎn)生一定的影響。

4 防范輸電線路導(dǎo)線舞動的措施

4.1 加強對輸電線路的例行排查

（1）注重日常的巡視工作。線路運檢單位和地區(qū)供電單位應(yīng)結(jié)合線路的具體特點，同時還要注意地理特征以及季節(jié)變化的特點，根據(jù)實際情況制定日常巡查計劃，系統(tǒng)確定電線桿塔的運行情況。必須要明確管轄范圍內(nèi)的線路和周圍的地理條件的現(xiàn)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(jù)調(diào)查結(jié)果建立反舞動檔案。

（2）特殊巡視。當(dāng)線路出現(xiàn)舞動情況時，必須要立即啟動有效的應(yīng)急預(yù)案，爭取在最短的時間內(nèi)可以抵達到故障現(xiàn)場，同時還應(yīng)當(dāng)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(xiàn)場的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度等;導(dǎo)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(jié)構(gòu)參數(shù)，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(wěn)定并持續(xù)一定時間段、覆冰照片清晰。

4.2 采取有效的專項排查措施

（1）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(xiàn)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(dǎo)線掛點處、橫擔(dān)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(dān)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(chǔ)上，對塔頭、橫擔(dān)、下橫擔(dān)附件采取防松措施的緊固件聯(lián)接點，進行抽樣驗收，每個部位的抽樣個體或點數(shù)不少于10個。

（2）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(xiàn)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?shù)陌惭b正確與否，螺栓有沒有擰緊。 （2）相間間隔棒線夾與導(dǎo)線連接處檢查，檢查導(dǎo)線是否存在磨損、斷股等現(xiàn)象;該檔內(nèi)防振錘有無滑移、掉抓等現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

綜上所述，分析導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)線路舞動的成因相對比較復(fù)雜，結(jié)合當(dāng)下國內(nèi)外針對輸電線路導(dǎo)線舞動故障的數(shù)據(jù)統(tǒng)計研究，得出結(jié)論，導(dǎo)致出現(xiàn)舞動情況的最主要原因就是在于當(dāng)?shù)氐谋L(fēng)氣象條件、地形地勢等與線路走向及其結(jié)構(gòu)參數(shù)的耦合程度;為進一步確保電力系統(tǒng)運行的安全性，面對前山谷風(fēng)口的輸電線路采取防覆冰、防舞動的技術(shù)措施是必要的，對滿足前述條件且與高速公路、鐵路、其它高壓輸電線路的重要交跨段尤應(yīng)如此。線路舞動的形成發(fā)展因素中含有如冰、風(fēng)、氣溫、降水、地形等以及線路本身等諸多隨機因素，因此線路舞動是一隨機事件，其形成發(fā)展的機理并未完全清楚，尚有待進一步研究。

參考文獻

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