架空輸電線路設計輸電線路舞動分析研究

宋英濤

摘要：我國是架空輸電線路舞動多發區，輸電線路舞動會導致安全事故頻發，對人們的生命與財產安全造成危害，在此基礎之上，相關企業必須要對造成線路舞動的情況進行深入的剖析并尋找有效的措施加以改善，這樣才能夠盡可能的保障架空輸電線路的運行穩定性?；诖耍挛膶芸蛰旊娋€路舞動情況展開詳細的探究。

關鍵詞：架空輸電線;線路設計;線路舞動

1輸電線路舞動原理

輸電線路舞動不同于一般的振動現象，而是受到風速的影響發生一種運動軌跡的變化，其具有低頻率、大振幅等特點。舞動故障出現與風速、風向、輸電線路自身結構等都有關系。架空輸電線路通常處于靜載負荷狀態，而舞動故障發生的時候形成動荷載，對塔桿掛線等都有影響，從而對線路造成損壞。其次，塔桿建設中，線路舞動下轉角角度與設計存在較大出入，橫擔方向承載力遠大于塔桿所能承受的范圍，這樣就會造成塔桿失去平衡或損壞。從目前來看輸電線路舞動所造成的跳閘、停運、變電站失壓等問題都是我們會面臨的考驗，這不僅影響人們的正常用電，還會對社會經濟產生一定影響。在用電負荷日益增漲的情況下，電力企業應該著手研究輸電線路舞動的防治措施，努力解決舞動現象所造成的不利影響。

2架空輸電線路舞動原因分析

通常，架空輸電線路導線振動的頻率會保持在0.1～0.3Hz，振動的幅度最大也能夠達到10m以上。舞動故障的幅度大小，一般會受到外在因素的影響，這些因素主要包括有：（1）輸電線路上覆冰的多少;（2）風對輸電線路產生的激勵效應;（3）輸電線路本身的結構參數。對于輸電線路的舞動故障，其產生以及變化都具有一定的規律性。由于一旦發生輸電線路的舞動故障，就必然會對整個輸電線路產生巨大的影響，因此在對輸電線路進行設計時，要能夠考慮到舞動故障可能會帶來的影響，要能夠采用新型的線路設計方法來進行設計。

與傳統的單線回路設計相比較，新型的線路設計方法具有較強的抗舞動能力，但是如果環境影響因素較強，依然需要采用人工預防處理的方式來加以干預。在新型線路設計下，導致舞動故障繼續出現的原因有：（1）新型輸電線路的架設高度相對比較大;（2）新型導線的截面面積也比較大;（3）新型輸電線路中采用的導線還存在一定數量的分裂導線，在風荷載的作用下非常容易出現舞動故障，如果線體是按照垂直方向進行舞動的，則會產生非常大的弧垂。

3架空輸電線路舞動所造成的危害

導線舞動造成最嚴重的危害是導線與導線、導線與地線碰線而引起的閃絡，造成跳閘甚至燒壞電線。水平排列的導線一般互相碰線的可能性較少，但若線間距離偏小，導線舞動的同時又出現不同步擺動則有可能引起相間短路閃絡。前蘇聯對運行線路的觀察，證實了線路在電線舞動時發生多次跳閘，并在舞動結束前不可能合閘，也查到因舞動閃絡被燒壞的電線。另外，發生損壞較多的是線路金具，特別是相分裂線路因導線與導線、導線與連接件碰撞而引起金具損傷、夾具松馳，導致導線磨損。在導線懸掛點處會因舞動承受扭轉、彎曲及擠壓等過應力而發生電線鼓燈籠、電線伸長使弧垂增大。過大的彎曲應力與強烈舞動的扭矩聯合作用會使護線條、導線線股疲勞斷裂。

4輸電線路舞動的防治措施分析

4.1防舞裝置選擇原則

隨著運行監測手段的不斷發展，對輸電線路故障的記錄和分析也有了改進提升，對不同原因引起的輸電線路故障更容易區分。其中由舞動導致線路故障的記錄越來越詳細，包括舞動發生的區域、線路電壓等級、路徑走向、地形條件等，根據分析記錄得到的結果研制出具有不同特性、適用不同線路的多種防舞裝置?，F行防舞措施主要包括三類：根據氣象及地形條件，避開易于形成線路舞動的覆冰區域;從桿塔塔頭布置、金具選型、導地線選擇等方面考慮，加強線路抵抗舞動的能力;通過加裝附件，改變原有線路的設計條件，根據線路所經區域和自身特點，差異化加裝各種防舞裝置，從而抑制舞動的發生。防舞裝置主要包括相間間隔棒、線夾回轉式間隔棒、雙擺防舞器、動力減振器、失諧擺、偏心重錘等，對線路舞動有抑制作用。

4.2采用舞動試驗技術來進行有效的防治

隨著電力行業的不斷發展，越來越多的人開始意識到舞動故障的危害性，并且也開展采用措施來對舞動故障進行預防與處理。各個部門都加大了對舞動故障的研究力度，也結合實際情況突出了相應的理論策略，但是理論僅僅是停留在書面上，與實際運用之間還存在非常大的差別，是現階段舞動故障仍然無法得到完全控制的主要原因。所以，為了能夠對線路舞動進行更好的處理與管理，要能夠將相關的理論知識向著具體技術的方向轉變，加大對技術措施的研究力度，并以此來達到有效防治的目的。現階段，通過舞動試驗能夠對架空輸電線路的舞動故障進行仿真模擬，并對相關的試驗方法進行靈活的運用，在模擬的過程中獲得防舞設計的各項技術參數，實現技術上的突破。

4.3完善輸電線路運行的維護工作

周邊環境、地質條件、氣象變化等情況對于導線影響巨大，因此相關企業部門在線路巡視與故障管理上要尤其注意，結合設備運行狀態，開展動態巡視管理，做好日常檢查，及時發現運行中存在的線路舞動現象。加強正常供電設備的巡視工作，在故障出現后，要第一時間找出故障發生區進行處理。同時，針對舞動故障加強舞動裝置的防護，利用無人機、望遠鏡等設備進行巡視檢查，確保傳輸質量以及整個架空輸電線路的安全運行，提高整體的服務水平。

4.4避開覆冰區域，調整線路

架空輸電線路出現舞動主要是由風速和風向等構成的，當風速大于10m/s，溫度為-5～0℃的時候，舞動故障出現的頻率較高。從風向的角度來看，當處于寒冷冰凍季節的情況，風向與輸電線路軸線之間大于45°夾角，這種情況下所產生的舞動頻率較高。夾角變小時，舞動故障發生的頻率也會下降。在架空輸電線路設計過程中，針對風向和冰凍的問題應該給予重視，盡可能避開這些不利因素的影響，將輸電線路與冬季風之間的夾角控制在最低，提高橫擔與桿塔的承載能力，并且加強金具的防震性能，切實提高舞動故障的防治水平。

4.5架空輸電線路舞動的發展趨勢

大量的調查分析結果表明，近年來我國冬季輸電線路導線覆冰舞動屬于典型的線路覆冰舞動，其發生的條件、導線舞動的表現形式以及導線舞動所引發的故障與以往的舞動情況基本一致。但與以往的導線舞動情況相比較，近期的導線舞動也呈現出了一些新的發展趨勢：（1）導線舞動發生的范圍在擴大，頻率在增高，遍及全國多數省份，涉及各個電壓等級的輸配電線路，甚至于通訊線路也觀察到了舞動現象;（2）導線舞動持續時間長，強度大，如500kV姚孟電廠～邵陵變線路（位于河南省境內的輸電線路）強烈舞動事故，持續時間長達60小時，造成該線路發生5基鐵塔倒塔的嚴重后果;（3）導線舞動事故頻發，促使我國電網災害應急機制的建立。

5結束語

總而言之，架空輸電線路舞動故障產生的范圍及影響較大，找出產生問題的原因，并采取有效的防治措施是當前電力企業需要重視的一個問題。雖然，我們對架空輸電線路舞動故障的防治措施有很多種，但還是需要結合實際情況合理選擇。對常見的舞動故障，在處理的過程中總結經驗，為后續工作的有序進行奠定良好的基礎保障。

參考文獻

[1]竇婷婷，李子揚，陳仁剛，馬芳.架空輸電線路防舞設計關鍵問題探討[J].山東電力技術，2020，47（11）：57-61.

[2]楊天亮.架空輸電線舞動事故及防范措施[J].山西冶金，2020，43（05）： 163-164+166.

[3]李健.架空輸電線路舞動原理及防治方法分析[C]..中國電力企業管理創新實踐（2019年）.：《中國電力企業管理》雜志社，2020：839-840.