特高压输电线路舞动及防舞措施分析

特高压输电线路舞动及防舞措施分析

刘永成

（国网上海市电力公司检修公司上海200063）

摘要：特高压输电线路是电力能源传输非常重要的载体，其与电力能源的供应水平与服务质量有着密切的联系。特高压输电线路舞动非常危险，不仅影响正常电力运输，还会造成不同程度经济损失。所以，如何防止输电线路舞动成为了研究的热点。本文首先从特高压输电线路舞动的特点和规律入手，探讨了导线舞动影响因素，然后从避舞、抗舞、抑舞和观察分析四个角度分析了防舞措施。

关键词：特高压；输电线路；舞动；防舞措施

高压输电线路在覆冰雪、大风天气下已发生舞动，输电线路舞动将损伤导线，引起线路跳闸，在跨越平原开阔地带高压输电线路舞动现象多有发生，影响电力安全运行，造成重大经济损失。分析舞动的产生原因和影响因素，提出高压输电线路的防舞措施。

1.特高压输电线路舞动规律及其特点

风力是造成线路舞动的主要原因，极端天气下如大风或不规律的阵风都会引起线路舞动，覆冰不均匀的导线受风力影响也可能产生舞动。特高压输电线路舞动有其自身的规律和特点，一般规律是档距越大，舞动强度也越大，其具体内容如下。

1.1特高压输电线路舞动规律

从特高压输电线路舞动规律上看，舞动行为的存在要达到一定的条件才会发生，物理环境温度低更容易发生舞动。对特高压输电线路而言，在冬季发生舞动的概率要远远大于夏季。冬季由于降水量大、降温范围广、延迟时间长，特高压输电线路舞动发生的可能性也变大了，受低气温的影响，结冰厚重且多风，极易形成覆冰状态下的舞动行为。覆冰导线受外界风激励时会产生舞动现象,主要集中在冬季气候偏低的平原地区，在一定的风环境和覆冰形状下,一般来说，承载电压越大的线路舞动行为越大。

1.2特高压输电线路舞动特点

从特高压输电线路舞动特点来看，受近年来冬季气温降低的影响，特高压输电线路舞动的趋势和幅度增大，尤其是冬季降温之后，随之而来的风雪覆盖重量对线路的影响加剧，都使得特高压输电线路舞动频率上升。我国幅员辽阔，特高压输电线路在各地的舞动程度存在差异，波及范围广和涉及规模广，都是特高压输电线路舞动特点。不仅如此，在特高压输电线路舞动形成之后，相应的线路故障也呈现出增加的趋势。因此，探索特高压输电线路防舞措施势在必行。

2.导线舞动影响因素

舞动是指由水平方向的风对非对称性截面导线所产生的升力引起的一种低频率（0.1～3Hz）、大振幅（可达十多米）的自激振动。因此导线舞动能否形成取决于导线是否能形成非对称截面（这种情况通常发生于冬春季节导线覆冰条件下）；当地风气候，尤其是风的影响，风激励容易引发舞动；线路的结构参数也是引发导线舞动的重要因素。

2.1微地形影响

导线舞动与微地形条件有很大关系，四周无屏蔽物的开阔地带，如沙滩、草地、农田等，以及山谷风口能使均匀的层流风持续吹向导线，这种地形有利于风的流动，是容易发生舞动的地带。

2.2微气象条件的影响

舞动的形成与气象条件是密不可分的，这些气象条件包括：风速、风向、雨凇、冰雨、雨夹雪、湿度等等。形成舞动的条件，除覆冰雪因素外，还须有稳定的层流风对导线的激励作用，舞动的风速范围一般在4～20m/s，当线路走向与风向夹角大于45°时，导线易产生舞动，而且该夹角越接近90°，则舞动的可能性越大。顺平一、二线满足了导线舞动的两个主要条件：风激励和覆冰雪，导致了导线舞动事故的发生。

2.3线路结构的影响

国内外统计资料表明，大截面导线比小截面导线易于发生舞动，分裂导线比单导线容易发生舞动，这是因为单导线不象分裂导线被许多间隔棒分为许多次档距，可以全档自由随偏心冰荷扭转，使覆冰形状接近圆形，而且单导线的扭转固有频率与垂直固有频率的比值比分裂导线大几倍，不易形成谐振。

3.导线防舞措施

根据不同的线路防舞途径,可将线路防舞措施归纳为避、抗和抑舞三种。一般应优先采用避、抗舞措施，无法实施或效果不佳时可采用抑舞措施。

3.1避舞措施

避舞措施通过调查研究地形、地貌和气象条件，以选择适当的线路路径、走向来避舞防舞。舞动易发生在导线易覆冰、风大而平稳的气象区域，在选择线路路径时，应考虑尽可能避开雨凇、湿雪频繁、冬季多风以及宽阔江河、峡谷、迎风山坡和山脊等微地形易舞动地区。此外，在选择线路走向时，应尽量使之平行于冬季主导风向。

3.2抗舞措施

抗舞措施是在不破坏舞动条件前提下，通过提高线路的电气和机械强度来抵抗导线舞动，使线路设备能在导线舞动时不被破坏并保持安全运行。

3.3抑舞措施

抑舞措施是在舞动严重的线路上加装防舞装置，以破坏舞动形成的条件，抑制舞动的幅度，消除舞动可能造成的危害，保证线路安全运行。抑舞措施可分为几类：

（1）改变系统空气动力特性。改变导线的外形和空气动力特性，破坏舞动形成条件。这类措施有：缠绕绕流线。利用某种特制绕流线缠绕导线，扰乱沿档气流，使导线覆冰时不易形成规则的翼形断面；安装空气动力阻尼器。在档内不同位置安装空气动力阻尼器，使导线受风作用时的阻力垂直分量大于升力垂直分量，抑制舞动发生。

（2）改变系统结构特性。改变舞动系统的固有扭转振动或横向振动频率、质量分布和元件连接方式等动力学特性达到抑制舞动的目的。国内外常用的有：安装扭转阻尼器、失谐摆、抑扭环等，抑制舞动时的扭转运动或提高导线的扭振固有频率，使之不与横向振动频率产生谐振，抑制横向舞动。

安装压重防舞装置，这类装置包括档内集中安装防振锤、在间隔棒上加挂重锤等，在导线上配置一定压重以增加导线质量，使压重部位产生局部稳定成为舞动节点，以降低舞动幅值。

安装线间间隔棒，间隔棒改变了系统的结构方式能抑制舞动，可防止脱冰跳跃引起的混线事故。

3.4观察记录

特高压输电线路舞动非常危险，虽然已经采用了相应的解决方式，但是依然没有达到预期。随着材料科学的发展，特高压输电线路沿途各种电气设备的抗舞能力一定会增强，但是还会出现各种各样的问题。例如，输电线会随着环境温度变化而呈现热胀冷缩，当线路因为温变而增长时舞动就更加剧烈。所以，要对特高压输电线路进行观察记录，定期对数据进行分析，通过长期观察来确定特高压输电线路舞动的特点，总结不同季节和温度下线路舞动的特点和相应的应对措施。不同地区的特高压线路出现的问题也不尽相同，所有防舞措施都要进行详细的记录，将所有的记录整合成为特高压输电线路防舞历史资料，为后续的防舞措施制定提供有价值的参考。

4.结束语

综上所述，输电导线舞动对输电线路的安全运行构成重大的威胁。特高压输电线路舞动及防舞是一项综合的系统工程，具有长期性和复杂性。对特高压输电工作而言，一定要重视特高压输电线路对舞动的研究，在了解特高压输电线路舞动机理的基础上，结合特高压输电线路舞动特点和规律，积极探索特高压输电线路防舞措施，只有这样，才能优化特高压输电线路，进一步确保特高压输电线路安全，促进特高压输电持续健康发展。

参考文献：

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