输电线路舞动分析

输电线路舞动分析

刘彦林

国网阳泉供电公司，山西阳泉， 045000

摘要：处于高空环境下工作的输电线路会因各种气候以及地理环境问题形成材料的损坏从而对正常的电流输送造成一定程度的影响，在这样的条件下，极有可能形成输电线路的舞动，这样的舞动行为是由于线路处于高空状态下空气动力与风力互相作用从而在覆冰的状态下引起了输电线路的低频率自激行为的振动造成的，在这样的状态之下线路的表面材料会发生损坏并且直接导致电流的闪动以及跳闸，对用户的用电体验造成极大的影响。文中将重点对架空输电线路的防舞动措施进行了分析。

关键词：架空；输电线路；防舞动；措施

架空输电线路舞动属于低频的一种，通常情况下出现在多分裂导线输电线路中，而多分裂导线一般又用在电压等级220kV以上，所造成的危害通常是比较大的，轻的时候可能会对金具造成损伤，严重的时候可能导致跳闸停电、倒塔等严重的后果，对于人们的正常用电产生不利的影响。为此，对于输电线路舞动进行分析，同时对其防治措施进行探讨是十分必要的。

1线路舞动规律及特点分析

1.1舞动发生规律

舞动行为的存在要素在于物理环境温度低，而冬季长时间的降水量大、降温范围广、延迟时间较长以及次数较多使得为线路舞动提供了发生条件，冬季气温较低，结冰厚重的可能性也十分大，并且在冬季多风的条件下极易形成覆冰状态下的舞动行为。在地理环境上进行分析来看，一般容易形成覆冰舞动的地区主要集中在冬季气候偏低的平原地区，并且承载电压越大的线路形成舞动行为的可能性就越大，主要原因在于线路应用材质所负荷的重力越大，形成舞动的概率就越大。

1.2线路舞动特点

随着近年来冬季气温的逐渐下降，全国各地都形成了不同程度的线路舞动，并且整体趋势呈逐渐扩大以及频率波动幅度增大的特点，受冷空气的影响，每一次的降温都使得刮风程度以及雨雪覆盖重量对线路的影响加剧，其作用频度也明显上升。除了物理环境上的波及范围广之外，还有涉及规模广的特点，高电压线路的舞动次数也随着时间的递增而上升，除了高压线路其他电压等级的线路也都受到了不同程度的影响，当物理环境与覆冰状态满足舞动条件时，相应的线路故障也应运而生。

2舞动故障影响

2.1对机械的影响

由于舞动幅度大，导线张力变化相应也很大，常可达数十千牛顿，最大可使导线张力增加近一倍。因此，对导线、金具、绝缘子及杆塔的强度和耐疲劳性能都是一个严峻的考验。尤其是舞动往往伴随有扭转运动分量，而扭转运动对导线、金具的损伤力更大，从而会造成连接金具、悬垂金具及绝缘子等的破坏。另外，由于舞动幅度大，容易造成相间闪络，甚至碰线，并因此造成导线烧伤，这又是舞动对导线所造成的一种典型的机械性损伤。随着电压等级的提高，导线分裂数增多，舞动带来的机械损伤就越来越大，治理也更为困难。

2.2线路走向的影响

只有风向垂直于线路方向时，导线所承受的空气动力最大，所表现出的微风振动和驰振最典型和突出。如果风向与线路之间有一个夹角，真正起作用的是风相对线路的垂直分量，而平行与线路的分量通常是不会起到激励作用的。

3架空输电线路防舞动措施

导线防舞动设计原则现行的输电线路防舞动措施基本划分为三大类：避舞、抗舞和防舞。对新设计的输电线路般采用避舞措施，对在建线路及在运行线路一般采用安装抗舞动和抑舞动装置的方法。

3.1避舞措施

通过对地形、地貌和气象条件的调查研究，挑选恰当的线路路径、走向来避舞。舞动容易出现在导线容易覆冰、风大而且稳定的气象区域。挑选线路路径的同时，要尽可能的考虑躲避雨凇、湿雪频繁、冬季多风或者是江河开阔、峡谷等微地形容易出现舞动的地方。线路走向选择的时候，要尽可能保证和冬季主导风向平行。这样的措施如果使用恰当，能够起到良好的防舞效果。

3.2加强线路抵御舞动故障的能力

在舞动故障形成的时候，输电线路在同它垂直的横截面内呈现出椭圆形的运转方向，当它的舞动幅度加大以后，相近两根导线由于都在运动就可能出现靠近的情况，这个时候就极有可能导致跳闸或者是线路损坏的问题。为了能够将这种事故出现的可能性降低，应用的防舞动措施能够有效的控制舞动幅度。除此之外，利用导线水平排列的布置形式，能够将导线之间碰撞闪络的可能性降低。同时还可以将横担以及杆塔的强度增加，对于金具的防振能力进行改进，通过这些措施都能够将金具出现损伤或者是松动的可能性降低，对舞动事故进行有效的抑制。

3.3抑舞措施

3.3.1改变系统空气动力特性

这个防舞方式就是根据流体力学的原理，利用将导线外形进行改变将空气动力特性进行改变，将舞动形成条件破坏掉。此种措施包含了：第一，缠绕扰流线。使用某一种特制的绕流线进行导线的缠绕，将沿档气流进行干扰，导致导线覆冰的时候不容易出现规则的翼型断面，降低升力系数，由此将舞动起舞的条件破坏掉，可是此种装置一般只是安装在覆冰厚度比较小的地方。第二，将空气动力阻尼器进行安装。在档内不同位置安装空气动力阻尼器，保证导线受风作用的同时阻力垂直分量要大于升力垂直分量，控制舞动出现。

3.3.2其他抑舞措施

将吸收以及消耗舞动能量的阻尼器安装在档距两端，提高导线舞动系统的自阻尼作用，控制舞动。将偏心重锤双摆防舞锤进行安装。在形式上，双摆防舞锤与失谐摆差不多，可是防舞机理和设计方法上有所不同，双摆防舞器主要是根据动力稳定型理论设计而成，大部分使用在分裂导线当中。单回输电线路防舞动的重点方式包含线夹回转式间隔棒、双摆防舞器等

3.4减弱导线的振动

振动是导线舞动激发和扩展的根本原因，设法从根本上消除引起导线振动的条件，就能够有效防止导线的误动。例如：线路路径避开易振区，年平均应力选定在不统一出现振动的应力值区间当中，利用柔性横担偏心导线、防振线夹等提升导线自身的阻尼效果。这些措施在实际工程当中往往受到投资效益的限制，不容易实现。

3.5加强导线、金具的耐振强度

加强导线、金具的耐振强度能够有效的降低或者避免导线舞动带来的危害。加强导线耐振强度措施主要是利用在导线和金具连接地方加装护线条或者打背线，加强线夹出口周围导线的刚度以及耐振强度，降低弯曲应力、挤压应力和磨损，给导线起到阻尼作用。钢芯铝绞线比较经常使用的护线条形式就是锥形护线条和预绞丝护线条。打背线主要是利用一段和导线材料相同的线材同导线一起安装在线夹当中，同时在两端与导线绑扎起来。加强线夹耐振性能主要是将线夹转动灵活性提高，促使线夹随着导线上下振动灵活转动，降低导线在线夹出口地方的弯曲应力、

综上所述，发生舞动故障对于输电线路以及整个电网都会带来不利的影响，同时它所造成的危害范围也相对较大。为此，对于其存在的原因以及防治措施进行研究具有极其重要的意义。对于输电线路舞动故障进行防治有多种多样的措施，但是需要根据实际情况进行有效措施的合理选择。与此同时，还要认真分析一些较为典型的舞动故障，进行经验的总结，并且对于这一方面的理论进行合理的补充以及验证，从而为以后工作的顺利开展奠定坚实的基础。

参考文献：

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