论述输电线路舞动分析及防范策略邹昊宸

论述输电线路舞动分析及防范策略邹昊宸

邹昊宸高山

（国网吉林省电力有限公司检修公司吉林长春130000）

摘要：目前，我国能源问题和生态环保形势日趋严峻，而电力在能源发展中历来处于中心地位，这就对电网的安全性和可靠性提出了更高的要求。近年来，输电线路舞动事故的频发，对电力系统的安全稳定运行造成极其严重的危害。本文主要阐述了输电线路舞动分析及防范策略，以供参考。

关键词：输电线路；舞动；防范策略

输电线路舞动问题始终是我国电网建设与管理所关注的重点问题。据公开数据统计，自上世纪五十年代至今，我国发生的已记载的舞动事件超过六十起，涉及不同等级的输电线路。输电线路舞动的产生，以已发导线坠落、高压输电线路螺栓松动、绝缘子破损、跳线、输电线路导线断股等问题的产生，从而影响电力系统运行的稳定与安全。由此可见，加强输电线路舞动分析及防范措施研究，是提升电力系统稳定、安全与可靠运行重要举措，有利于推动我国电力事业优化发展。

1输电线路舞动原因分析

输电线路舞动一般是指不均匀覆冰导线受风力影响而产生的一种频率较低、振幅较大的自激振动。这种自激振动在振动形态上具有明显特征，那就是在单个档距内只产生一个或者为数较少的几个半波。虽然输电线路发生舞动现象是受多种内外力因素的共同影响，但其最主要的舞动原因大致有三方面。第一，线路结构参数设置不科学。输电线路自身导线分裂型式、弧垂、档柜等结构参数设置不科学，尤其同杆架设线路是引起输电线路舞动并造成跳闸的首要原因。通常在相同气象条件与地理下，分裂导线产生舞动的机率要比单导线大很多；在同一外界条件，大截面导线发生舞动的机率要远远高于小截面导线。第二，导线覆冰不均匀。电力业内人士认为导线覆冰不均且覆冰厚度为2MM左右时是输电线路产生舞动的必要条件。一般当较强冷空气突袭并伴有雨雪现象时，外界气温就会急剧下降并伴有强风，这样就会造成冻雨天气，致使导线覆冰。第三，风的激励作用。风的激励作用是引起输电线路舞动的重要原因之一。一般当输电线路存在覆冰现象时，如果风向和输电线路的走向夹角＞45℃且风速介于4m/s至25m/s之间时，就可能造成输电线路舞动。尤其是东西走向且开阔地区和平原地带处于风口的线路，风力可以长时间平稳地作用于输电线路，更容易引起输电线路舞动。从本质上讲，输电线路的舞动问题就是非线性动力学相关知识与各类复杂随机因素共同作用引起的问题，要想从根上杜绝输电线路舞动是非常困难的。

2输电线路舞动特点

2.1舞动范围变大和舞动频率增高

目前我国的输电线路舞动现象并非局限于湖南、湖北省等传统的易舞区域或易舞地段，而是已经遍及到全国大部分地区。自祖国北部的黑龙江省到长江以南的湖南地区输电线路舞动都较为高发。就连之前很少发生输电线路舞动的山东、山西、浙江、江苏等省份近几年也都出现了较大范围的线路舞动现象。也可以说，我国的输电线路舞动范围已经扩展得非常广阔，舞动频率也不断增高。尤其是在寒冬的暴风雨雪等恶劣天气，输电线路舞动现象更是多发。同时产生舞动现象的导线也并非是某个特定等级的输电线路导线，而是已经波及到各个不同电压等级的导线。

2.2舞动时间变长，舞动强度增大

近几年来，因为受气温、雨雪降水、风速、风向等多种自然因素长时间的持续稳定影响，我国的输电线路舞动时间不断变长，同时线路舞动的强度也持续增大。而由输电线路舞动引起的螺栓脱落、金具破损、绝缘子破坏，线路断裂、倒塔等各类电力供应故障也急剧增加。也可以说，目前我国因为输电线舞动产生的线路破损现象越来越严重，电力供应故障越来越多。

2.3新型线路的抗舞动性能低

同普通线路相比，在同一气象条件与地理条件下，输电线路中的新型线路更易发生导线舞动现象，同时由输电线舞动引起的跳闸、供电设备损坏等电力供应故障也更频繁。电力部门的多年实践调研结果表明，同塔双回、紧凑型输电线路最易发生导线舞动现象，而且远高于单回线路。

3输电线路舞动的防范措施

3.1避舞设计

从气象角度分析，必须加强架空输电线路工程的调研与设计工作，尤其是在路径选择过程中，必须全面收集输电线路沿线的地形地貌、气候条件，尽可能避开易舞动路段，合理选择线路走向，消除线路舞动因素。笔者建议，在选择输电线路路径时，应尽可能避开平稳、风大的区域，在综合考虑冬季主导风向的基础上选择线路走向，在条件允许的情况下，可将冬季风与线路走向的夹角降低。此外，还应注意避开江河峡谷或冬季多风、湿雪雨凇频繁的地区。

3.2防舞设计

就目前整个输电线路的安全系数来说，铁塔是最为薄弱的环节。一旦铁塔受到硬性损害，地线、绝缘子以及金具等均会落地，进而发生损坏。同时，由于铁塔修复的周期较长，一旦铁塔受损就会影响通电恢复的时间。故而，必须加强铁塔的防舞设计。从电气与机械角度分析，防舞设计是在保持原有舞动条件的基础上，通过提升输电线路的机械和电气强度来抵抗舞动，从而达到消除或减轻舞动的作用。在电气方面，可以合理增加导线与地面之间以及导线之间的距离，预防发生碰线闪络。同时，应充分利用导线水平排列的优势，尽可能降低导线之间的碰撞几率。在机械方面，可合理选择双帽防松式螺栓以及高强度配件；选择高强度的金具及导线，还可在电线外包裹一层预绞丝，预防出现电线损坏等问题；适度增加杆塔以及横担的强度，改进金具防振能力，尽可能降低金具松动或损伤的可能性，有效减小舞动几率；使用横担联合双帽模式，能有效减少线路舞动情况下杆塔破坏等问题。此外，还应提高竖线线路的设计强度。一旦发生线路舞动，将对绝缘子串及金具造成很大的冲击，因此，应提高金具及绝缘子安全系数，选择双线夹、双联悬垂串，以提升绝缘子串的防舞动性能。也有研究证实，在塔转角内部合理安装跳线串能有效降低跳线摆动幅度，提升耐张线夹自身的抗疲劳性能。

3.3抑舞设计

对于线路舞动严重的地区，可通过调整或改变导线系统参数来起到抑制舞动的作用，具体地说，就是通过应用防舞设备来预防线路舞动发生。笔者建议，在线路舞动严重的地区，可通过在输电线路上安装防舞动设备的方式来减弱舞动强度、减小舞动规模。例如，相间间隔棒主要适用于220kV以下的输电线路；双摆防舞器防舞动效果好、安装方便，主要适合于分裂导线；偏心重锤也适用于分裂导线，防舞动效果良好，但须注意对微风震动的影响；线夹回转式间隔棒不会对线路产生副作用，防舞动效果非常好；失谐摆一般不适用于分裂导线，主要适合110kV的单导线线路。除此之外，在电力系统正常运行过程中，必须加强防舞动设备的维护，每月定时巡视输电线路，可以使用无人机、望远镜等设备检查输电线路运行及配件情况，及时发现问题并予以解决。在输电线路停电检修过程中，必须打开防舞动装置进行检查，了解装置各部分的运行及损伤情况，确定无问题之后再将防舞动设备安装牢固。

结语

总而言之，输电线路舞动故障产生的范围及影响较大，找出产生问题的原因，并采取有效的防治措施是当前电力企业需要重视的一个问题。虽然，我们对输电线路舞动故障的防治措施有很多种，但还是需要结合实际情况合理选择。对常见的舞动故障，在处理的过程中总结经验，为后续工作的有序进行奠定良好的基础保障。

参考文献

[1]王晓彪,于洪海,肖信昌.输电线路覆冰舞动原因分析及预防措施[J].电力安全技术,2017,19(5):8-11.

[2]李永坚.输电线路覆冰舞动分析及防治措施[J].企业技术开发旬刊,2015(10):104-104.