对输电线路导线舞动的研究
对输电线路导线舞动的研究
摘要:分析并且讨论当今世界的输电线路导线舞动的现状与机理。而且由于输电线路舞动是一种气动不稳定现象,是在遭遇强风时架空线产生低频率大振幅的自激振动,所以提出输电线路导线舞动研究领域需要关注和解决的一些实际的问题,否则将会严重威胁着输电线路安全运行。
关键词:输电线路 导线舞动 控制
对舞动进行研究是起源于20世纪30年代,那时候,美、英等众多国家进行了许许多多的观察与研究,不仅从舞动机理和防舞的措施上进行研究,还从舞动的理论与计算机仿真方面进行了观测,这样才在导线舞动这一伟大领域上取得了丰硕的果实。然而,输电线路导线的舞动是在某一特定的条件下发生的,是由水平方向的风对非对称回转面导线所产生的变化而引起的一种低频率、大振幅的自激振动。并且,输电线路导线舞动将会威胁输电线路的安全运作。
1 分析输电线路舞动的原因
1.1 导线覆冰的影响
输电导线舞动是在某种特定的自然条件下,自身一些线路参数互相结合到一起而产生的一种情况。而且发生输电线路导线舞动的原因中,最为重要的是覆冰的影响。其中,首先要形成覆冰,而且导线上形成覆冰需要具备3个条件。
(1)较大的空气湿度。
(2)适宜的温度,大约为0～5 ℃。
(3)使空气中的水滴运行的风速大于1 m／s。
(4)使覆冰在导线上形成一定不规则形状,如扇形、月牙形等。
1.2 风速和风向的影响
输电导线舞动的风速控制在4～20 m／s,而且当主导风向与导线走向的夹角大于45°时,导线容易产生舞动。因为风力对导线主要起激振作用的是其垂直分量,当夹角越接近90°,舞动的可能性就会大大增强。
1.3 线路结构与参数的影响
根据输电导线舞动的情况来分析,形成输电导线舞动的主要因素是部分线路的结构和参数。因为,在相同的条件下,分裂导线要比单导线更容易产生舞动。而且,随着人们用电的不断增加,我国的输电线路舞动的可能性也随之增加了。
1.4 力学及地形的影响
在风力的不断作用下,会产生升力和扭距等情况,这样就会使得具有柔性的导线容易产生了舞动,最终也会使导线的扭转情况更加严重。而且根据相关数据得知,导线舞动大多发生在地势开阔的地区,这无论从风速还是空气的流动性来说,都是形成导线舞动的有利条件。
2 防止导线舞动的具体措施
从现在的情况来看,稳定机制是基于线性动力稳定性的基本理论,在增加动态稳定的系统下,改变原来的不稳定系统进入到一个稳定的系统当中。这种理论表明,只有不稳定的振动才可以产生大振幅的振动。如果我们及时采取一些相应的措施,就可以提高系统的稳定性,这样也可以消除结冰和风能的所带来的伤害,最终舞动就会被彻底制止。具体表现为以下几点。
2.1 尽量躲开易形成舞动的覆冰区域
根据风向进行观察,在结冰季节的时候,风向与导线轴线的夹角大于45°时,这是舞动形成的主要条件之一。而当这个夹角越小的时候,作用在导线上的垂直分力就会越小,舞动就越不容易形成。因此,线路设计时应当要减少风向与导线轴线之间的夹角。
2.2 改变导线自身的固有频率
导线轴向产生的覆冰厚度是不同的,而且在产生的过程中是会不断改变的,所以,带覆冰的导线固有频率也是随之变化的。而且在没有覆冰条件的情况下,固有频率将会最大。因此,将固有频率的范围变窄是防止导线舞动的条件之一。但是也可以采用在导线上安装重锤来降低最大固有频率。但是,还需要注意的是,选用装置时一定要仔细、认真的考虑,尽量减少不必要的损失。
2.3 利用防舞装置
采用各种防治舞动的装置与措施,调整系统的某些参数,从而达到抑制舞动的发生,进而保证线路的安全运作。其中有以下几种输电线路。
(1)500(330) kV及以上电压等级输电线路。
①同塔多回输电线路:要首先采取线夹回转式间隔棒和相间间隔棒;其次是采用双摆防舞器、失谐摆及偏心重锤。
②单回输电线路:可以采用线夹回转式间隔棒、失谐摆及偏心重锤等工具。
③紧凑型输电线路:优先采用相间间隔棒,其次是线夹回转式间隔棒,或将其组合应用。
④特高压输电线路:优先采用线夹回转式间隔棒或线夹回转式间隔棒双摆防舞器,其次是失谐间隔棒、双摆防舞器等。
(2)220 kV及以下电压等级输电线路。
相导线垂直时应当首先采用相间间隔棒,其次是采用线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、失谐摆及偏心重锤等。相导线水平排列时优先采用线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、防舞鞭、失谐摆及偏心重锤等。
3 在导线舞动的分析中存在的问题及期望
导线舞动的形成因素有非常多,而且各种因素之间又紧密相联、相互作用,从而形成了激发舞动的情况,这也给导线舞动的探究工作带来了巨大的挑战。然而现如今,应用非线性动力学理论研究导线舞动是现在已经得到一些结果的方法,但是要想再进一步的探究,还需要对导线的混沌运动进行深入的研究与分析,从而达到控制的基本条件,这样才能避免混沌。此外,我们还应当加大投入力度,一方面要高度重视舞动防治水平的提高,另一方面还要抓紧舞动理论的研究。并且,最终要努力做到不断开展专题研究,逐层深入,做到理论研究、试验分析、舞动治理的实践相结合,将舞动研究不断推向前进。
4 结语
我国是导线舞动多发的国家,但是我国的舞动研究与治理情况已经取得了许多骄人的成绩,无论是从对舞动机理还是防舞措施上,都做出了巨大的努力,也取得了不错的效果。但是,这些与发达国家相比,还是存在着很大的差距,因此,我国还需要不断提高导线舞动的水平。要做到理论和实践相结合,从根本上彻底解决舞动问题。
参考文献
[1] 杨振国.高压输电线路舞动及防治措施[J].吉林电力,2008. [2] 陈正华.输电线路导线舞动及其防治对策的综述[J].内蒙古石油化工,2007.
[3] 王少华,蒋兴良,孙才新.输电线路导线舞动的国内外研究现状[J].高电压技术,2005.
架空输电线路导线舞动原因分析及防治对策探讨
１６２ 应用方法论 科２０ １赫９蟊 ２年第期 Ｌ
架空输电线路导线舞动原因分析及防治对策探讨
张殉，王博文，肖书江
（湖北超高压输变电公司，湖北武汉４３００５０）
摘要强对流天气如强风、冻雨易对输电线路造成大面积、长时间、强烈的导线舞动，可能会引发连续故障跳闸，严重时
会引起倒杆断线。导线舞动现象具有范围广、时间长、破坏严重等特性，一旦发生大面积舞动而造成线路频繁跳闸甚至发生
断线事故，对社会的影响较大。因此，防止导线舞动已成为目前输电线路急需解决的关键性问题之一。 关ｔ词导线舞动；覆冰；原因；对策
中图分类号ＴＭ７５ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１２）０５１—０１６２—０２
１故障特点及原因分析
１．１故障特点 随着电力线路的不断增多，造成线路的走向、地形、地势等 不可避免的位于一些特殊区域和微气象条件下，从而也诱发了线
路舞动次数的增加。舞动故障均是由于两相导线或导线与地线间 隙不足发生放电。由强对流天气而引发的故障，具有以下特点： １）线路的舞动是导线覆冰形成非圆截面后所产生的一种低
频、大振幅的自激振动。其振动频率通常在０．１ Ｈｚ一３ Ｈｚ，振幅约 为导线直径的５—３０Ｏ倍，舞动波形为一个半正弦波。因此舞动的形 成取决于三方面的因素：即覆冰、风激励和线路的结构与参数；
２）导线覆冰后，在大风的作用下，容易发生导线舞动，但故障发 生地点无明显地形特殊性；３）舞动故障时，两相导线或导线与地 线舞动频率不相同；４）档距大的线路发生舞动的事例较多，高压
线路舞动较多；５）故障线路，两相导线或导线与地线存在明显放 电痕迹。 １．２导线覆冰及大风是导线舞动的主要原因 导线舞动是导线振动的一种，它不同于微风振动，而是一种
低频高幅振动，这种振动与架空线固有频率谐振，产生振幅很大 的振动，振荡起来，势如野马奔腾，会造成严重的事故，因此舞 动又称奔马型振动。舞动的振幅很大，在大档距中有的达十几
500kV输电线路舞动分析及治理论文
500kV输电线路舞动分析及治理
【摘 要】本文根据舞动时导线的受力情况及舞动原因分析认为，线路走向、地形地势、气象条件及线路结构参数等因素造成了舞动。并提出有效的治理措施，保证线路安全稳定运行，避免舞动造成的损失。
【关键词】500kv输电线路；导线舞动；原因；措施
随着社会对电力需求的迅速增长，超高压输电已成为发电容量和用电负荷增长、输电距离延长的必然选择，更是电力工业发展水平的重要标志。但是，从近几年超高压输电线路事故统计分析资料来看，线路舞动问题已成为威胁线路安全的最主要因素之一。舞动造成的危害是多方面的，轻则发生导线混线、相间闪络、跳闸；重则造成杆塔螺栓松动、脱落，金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，甚至倒塔事故。因此，对超高压输电线路舞动的研究与治理尤为重要。
1.舞动的力学分析
取任意长为l的微段作为研究对象。仅有重力g′作用时，导线所承受的应力t为静态应力。当导线受重力g′、风激励p、电动力f、空气阻力d等力共同作用时，导线所承受的应力t为动态应力。如下图1所示：
图1 l段线路受力情况
图2 导线覆冰截面图
当舞动发生时，导线迎风侧上半部形成截面为月牙状覆冰，致
使导线截面趋于椭圆形。如图2所示。
由于导线单侧呈月牙形翼面，改变了导线的几何形状。当强风横向吹过时，导线原来的空气动力特性发生改变，风激励在导线上部通过的气流速度增大，压力减小，在导线下部通过的气流速度减小而压力增大，因此可将风激励分解为升力fl和阻力fd。
当阻力fd、导线自重g′、覆冰共同作用时，导线向下运动，导线轴向应力t也随之变大，与升力fl、空气阻力d的合力，使导线产生1个向上运动的反作用力，这样，导线就会产生上下方向的加速运动，即“弹簧效应”。同时，偏心覆冰使导线受到偏心载荷g、电动力f共同作用，产生扭矩fm。随着覆冰厚度不断增加，fm也不断增大。当fm小于导线自身刚度时，导线就会绕轴线方向产生反向的扭转力。线路的垂直振荡与扭转振荡的频率耦合时，就会产生舞动。随着风速的增大，舞动也会越来越大。
220kV输电线路导线舞动与防舞设计
220kV输电线路导线舞动与防舞设计
摘要：220kv覆冰输电线路输电导线在一定风速下常发生舞动，它是一种低频率、大振幅的自激振动。舞动的振幅通常很大，对输电线路的安全运行具有很大的威胁。本文首先探讨了本地区220kv输电线路导线舞动情况，分析了其影响因素，最后提出了相关防舞动设计保护措施：消除扭转力矩、提高导线横向振动固有频率、加强线路设备的耐振性能和提高输电线路的电气强度。
关键词：220kv输电线路 舞动 防舞
220kv架空输电线路舞动是输电线覆冰后在风激励的影响下引起的低频率、大幅度振动。舞动可造成输电线断股，金具损坏，相间闪络断路，线间短路等恶性事故，严重威胁着输电线路的安全运行。我国是世界上输电线路覆冰最严重的国家之一，比如2008年南方冰雪灾害就导致了大面积导线舞动现象。但是导线舞动涉及多学科，使对导线舞动的机理分析和防舞措施的研究存在很大的困难。本文为此具体探讨了220kv输电线路导线舞动情况与防舞设计措施。
1 220kv输电线路导线舞动情况
由于我国能源分布的不平衡，为满足远距离输电的要求，超高压线路得到很快发展，220kv输电线路导线也相继得到工程应用。在某些地形、地势复杂地区及大跨越线段地区，导线的直径、离地高度也会有更大的提高，特别是在温差比较大的地区，输电线路覆冰问题将更加突出，在风激励的作用下极易出现输电线舞动现象
【4】。由于舞动的振幅大，持续时间长，易酿成很大危害，轻则造成相间闪络、损坏地线和导线金具及部件，重则造成线路跳闸停电、断线、倒塔等严重事故。这既对电网本身造成损害，又会对社会造成重大经济损失。本地区220kv电网在2010年2月10日发生大范围线路舞动，有5条次220kv线路跳闸，对电网的安全运行造成极大的危害，导致电网局部解列，舞动涉及的地域范围有14个供电区。局部电网解列，严重威胁江苏电网的安全稳定运行，威胁到电气化铁路，重点企业的正常供电和工农业生产。
架空输电线路的舞动原因及防治措施
架空输电线路的舞动原因及防治措施
架空输电线路的舞动是指在强风等自然灾害或其他外界原因的作用下，输电线路会出现振动、摆动或偏移等现象。这种舞动对输电线路的稳定性和安全性构成威胁，可能导致线路短路、脱盘、断线等故障，严重时还会引发火灾、停电等事故。必须采取一系列防治措施来控制和减小架空输电线路的舞动。
架空输电线路的舞动原因主要有以下几个方面：
1. 强风作用：强风是导致输电线路舞动的主要原因之一。当风速达到一定的值时，会对线路施加水平和垂直方向的作用力，造成线路振动。
2. 嵌套效应：输电线路通常由多根导线组成，导线之间的间距较小，容易形成嵌套效应。当风吹过导线时，会引起相邻导线之间的空气流动，导致导线舞动。
3. 跳线起弧：跳线在输电线路中起到连接线路和电力设备的作用。当线路发生故障时，跳线可能受到电弧的影响，产生舞动。
为了防止架空输电线路的舞动，需要采取以下一系列的防治措施：
1. 增强线路的刚度：增加线路导线的直径和厚度，或增强线杆的刚度，可以提高线路的抗风能力，减小线路的舞动。
2. 加装防护装置：在输电线路上加装防风防抖器、防护圈等装置可以有效抑制线路的舞动。防风防抖器的作用是通过改变线路的气动性能，减小线路受风力作用的影响。防护圈的作用是限制线路的舞动幅度，保证线路的稳定性。
3. 优化线路设计：在线路设计和架设过程中，应充分考虑地形、气候等因素对线路的影响，合理选择线杆的类型和布置方式，减小线路对风的暴露面积，降低线路舞动的可能性。
4. 加固电杆基础：电杆是支撑线路的重要结构，其稳固性直接影响线路的舞动。在电杆的设计和施工过程中，应加固其基础，确保电杆的稳定性和抗风能力。
5. 定期检查和维护：定期对线路进行巡视和检查，及时发现和处理线路的问题，预防线路舞动的发生。要做好线路的维护工作，修复和更换受损的线路部件，确保线路的安全性和可靠性。
输电线路导线舞动及其防治措施
民营斜技 ２０１０年第２期
输电线路导线舞动及其防治措施
宋焕东
（新疆送变电工程公司，新疆吐鲁番８３８０００） 科技论坛
摘要：输电线路舞动是一种气动不稳定现象，它是在遇强风时架空线产生低频率大振幅的自激振动，导体上有覆冰或覆冰脱落不均匀引起
的。舞动，将严重威胁着输电线路安全运行。现分析了导线发生舞动的可能原因，并介绍了一些在治理导线舞动方面的解决方法。
关键词：输电线路；导线舞动；原因；防治措施
前言
输电线路导线舞动是输电技术领域一个危害较大、防范比较困难
的问题之一，是威胁输电线路安全运行的重要因素。输电线路导线的
舞动是在一定的自然环境下发生的，它是指由水平方向的风对非对称
回转截面导线（覆冰所致）所产生升力变化而引起的一种低频（Ｏ．１～
３Ｈ２）、大振幅（导线直径的５～３００倍）自激振动。舞动的频率范围一
般为０．１—１Ｈｚ，振幅从几厘米到十一、二米均有出现，由于舞动的持续
时间较长，会造成导线及金具的疲劳破坏、磨损和导线断股，有时甚
至造成输电线路停电跳闸及杆塔倾斜或倒塌等恶性事故，严重威胁架
空输电线路的安全生产运行。
１舞动产生的原因
舞动的形成主要取决于三方面的因素，即覆冰、风的激励和线路
结构及参数。
１．１覆冰 线路覆冰是舞动的必要条件之一。覆冰多发生在风作用下的雨淞、
霜淞及湿雪堆积于导线的气候条件下。导线覆冰与降水形式及降水量
有直接关系，同时也与温度的变化密切相关，经常的情况是，先雨后
雪，此过程中气温骤降（由零上降至零下），导线极易覆冰。通常情况
下，导线覆冰不均匀，形成所谓：新月形、扇形、Ｄ形等不规则形状，
冰厚从几毫米刭几十毫米（最厚可达５Ｏ毫米），导线便有了比较好的
空气动力性能，在风的激励下会诱发舞动。
１．２风的激励
舞动离不开风的激励。冬季及初春季节里，冷暖气流交汇引起的
风力较强，地势平坦、开阔及风口地区的输电线路，在导线（不均匀）
覆冰的情况下，当风速在４—２０ｍ／ｓ，且风向与线路走向的夹角Ｉ＞４５。时，
架空输电线路导线舞动机理及防舞动研究
Ｖｏｌ＿３２ Ｎｏ１ Ｆｅｂ．２００８ 湖 北 电 力 箜 鲞箜 塑 ２００８年２月
架空输电线路导线舞动机理及防舞动研究
张鸣 ，陈雄波 （１．广东电网公司佛山供电局，广东佛山 ５２８０００；２．佛山南海电力设计院，广东佛山 ５２８２００） ［摘 要］ 针对架空输电线路导线的舞动，介绍导线舞动产生的原因、气象条件、舞动产生的机 理、导线舞动的影响因素及危害。在对导线力学研究的基础上，提出相应的防治和相关金具的改进措 施。 ［关键词］ 架空输电线路；导线舞动；金具 ［中图分类号］ＴＭ７２６．３ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００６—３９８６（２００８）０１－００４３－０４ Ｇａｌｌｏｐｉｎｇ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ Ａｎｔｉ——Ｇａｌｌｏｐｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ０ｖｅｒｈｅａｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅ ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｘｉｏｎｇ・Ｂｏ （１．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐ Ｆｏｓｈａｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｆｏｓｈａｎ ５２８０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｆｏｓｈａｎ Ｎａｎｈａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｆｏｓｈａｎ ５２８２００，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｇａｌｌｏｐｉｎｇ，ｗｅａｔｈｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｇａｌｌｏｐｉｎｇ ｍｅｃｈ． ａｎｉｓｍ，ｉｔｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｈａｒｍ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｉｆ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｈａｒｄ ｗａｒｅ ｆｉｔｔｉｎｇｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｏｖｅｒｈｅａｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ；ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｇａｌｌｏｐｉｎｇ；ｈａｒｄｗａｒｅ ｆｉｔｔｉｎｇｓ
特高压输电线路舞动及防舞措施初探
科技创新导报2018 NO.16Science and Technology Innovation Herald工程技术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald58DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.16.058特高压输电线路舞动及防舞措施初探①施飞(华东送变电工程有限公司 上海 201803)摘 要：架空输电线路的舞动是一种空气动力不稳定现象, 极端天气下特高压输电线路舞动时有发生，输电导线舞动对导线有着严重的影响，随着我国特高压输电技术的发展，随之而来的导线舞动也在增多，非常有必要在架线施工中防止导线舞动的发生。本文在概述特高压输电线路舞动规律及其特点的基础上，重点探讨了特高压输电线路防舞措施，旨在说明特高压输电线路防舞的重要性，以期为特高压输电做好防舞措施提供参考。关键词：特高压 输电线路 舞动 防舞措施中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)06(a)-0058-02
①作者简介：施飞(1969，8—)，男，汉族，安徽南陵人，本科，工程师，研究方向：输变电工程技术。近年来，随着国内电网工程的大规模建设和特高压的发展，为特高压输电技术自主创新、自主研究创造了条件，特高压输电技术的优越性日益突出，其最大特点是长距离、大容量、低损耗输送电力。特高压输电线路处于高空环境下，其施工技术和施工难度较大。不仅如此，在特定条件下特高压输电线路舞动，会造成输电线路的断裂，造成极大的安全事故，危害着电网安全。如何做好特高压输电线路防舞措施是当前特高压输电关注的焦点。因此，探索特高压输电线路舞动及其防舞措施具有十分重要的现实意义。鉴于此，笔者对特高压输电线路舞动及防舞措施进行了初步探讨。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 特高压输电线路防舞措施架线施工中导线舞动会对跨越施工造成较大影响，架线施工过程中间隔棒没安装情况下导线舞动会造成导线鞭击损坏导线，导线舞动会造成导线鞭击损坏导线。为此，笔者结合酒泉-湖南±800kV高压直流输电线路工程，对特高压输电线路导线舞动的防舞措施，可以从以下几个方面入手。2.1 工程概述酒泉-湖南±800kV高压直流输电线路工程，导线均采用6×JL1/G2A-1250/100型钢芯铝绞线，子导线呈正六边形排列，分裂间距为500mm，外接圆直径为1000mm。设计最大风速为27m/s，覆冰15mm。地线采用LBGJ-150-20AC铝包钢绞线、OPGW-150复合型光缆；轻、中冰区导线悬垂串采用“V”型复合绝缘子串、重冰区导线悬垂串采用“V”型550kN盘型悬式绝缘子串、导线耐张串采用双挂点4联550kN盘式绝缘子串。导线采用“3×一牵二”的同步张力放线方案，该方案有效地降低了牵张力，提高了器具的安全性能，减少了重复作业，大大地提高了施工效率。2.2 防舞治理的思路分析从防舞治理的思路上看，要把握好4个关键点，一是充分考虑气候灾害条件。湖南雨水多，气候条件差，要结合地区特点进行线路设计和施工工作，增加了技术难度。在线路设计时，应改进杆塔的走向,注意塔型的选用,适当缩小档距,增加线路防舞动装置,提高线路设施的抗灾能力。二是运行线路要加强对其弛度和相间距离的检查，对弛度较大的线路要及时调整,对相间距离不够的线路要积极进行改造,使其满足设计标准和运行规范的要求。三是研究应用线路防舞动、电气设备防覆冰的新技术和新材料，从材料上减少舞动的发生。四是不断加强运行观测和记录,通过对舞动的监控，采取相应的防舞措施。2.3 导线舞动及防舞措施输电线路的防舞治理采取避舞、抑舞为主的治理原则,采用的技术手段以线路路径、调整导线驰度和安装防舞装置等措施为主，可以通过更改线路路径,避免在重履冰带架设输电线路,避免或减缓电杆履冰的程度,改变与履Copyright©博看网 . All Rights Reserved.科技创新导报2018 NO.16Science and Technology Innovation Herald工程技术
基于输电线路舞动三自由度模型的防舞研究
Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｒｅｃｏｒｄ工程师手记 工程帅于 己
业频嗍ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｂｉａｎｐｉｎ．ｃｏｒｎ
基于输电线路舞动三自由度模型
的防舞研究
贺楠蓉 ，周鑫 ，史会磊 郑俊
（１．广州市供电局，广东广州５１０６２０）
（２．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌４４３００２）
摘要：分析目前各种输电导线防舞措施和一些防舞装置的优缺点，本文基于输电线路舞动三自由
度模型设计了输电线路在线监测防舞预警系统，该系统利用三自由度模型仿真提取导线舞动轨迹的轨
迹，结合历史资料和在线监测的实测数据实时对导线舞动的情况进行监控，在接近极限值时发出预警并
采取处理措施，防止倒塔。
关键词：输电线路舞动；三自由度模型；仿真；预警
Ａｎｔｉ—ｇａｌｌ０ｐｉｎｇ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｔｈｒｅｅ－ＤＯＦ Ｍｏｄｅｌ
ＨＥ—Ｎａｎｒｏｎｇ ，ＺＨＯＵ—Ｘｉｎ ，ＳＨＩ—Ｈｉｕｌｅｉ ２，ＺＨＥＮＧ－Ｊｕｎ
（１．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｇｕａｎｇ Ｄｏｎｇ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６２０）
（２．ＣｏＵｅｇｅ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｃｈｉｎａ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｂｅｉ ４４３００２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ａｎｔｉ——ｇａｌｌｏｐｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｉｎ——
ｓｔａｌｌａｔｉｏｎ．ａ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｔｉ—ｇａｌｌｏｐｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅ—ａｌａｒｍｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ’ｓ ｇａｌｌｏｐｉｎｇ ｂａｓｅｄ
ｏｎ Ｔｈｒｅｅ—ＤＯＦ Ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｍａｘｉｍｕｍ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｏｆ ｇａｌｌｏｐｉｎｇ ｆｉｎｅｓ ｉｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｂｙ
输电线路舞动技术探讨
第３５卷第３期 ２０１３年６月 湖卅ｌ师范学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｚｈｏｕ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｖ０ｌ｜３５ ＮＯ．３ Ｊｕｎ．，２０１３
输电线路舞动技术探讨
庄为栋，马向辉，胡晓军
（湖州电力局，浙江湖州３１３０００）
摘要：介绍了舞动产生的原因及其舞动对电力线路的危害，并针对目前我国输电线路舞动现状和特点，提出了 输电线路舞动如何防治以及输电线路防舞设计的基本方法． 关键词：线路；舞动；故障 中图分类号：ＴＭ７２６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—１７３４（２０１３）０３—００４５—０５
线路运行中，由于受风的影响，导致导线断股、杆塔螺栓松动等情况时常发生，尤其在夏季大风情况 下，导线周围树木的安全距离不足和导致线路跳闸的事故每年都有发生．今年以来，我国特高压工程建设 迅速，±８００千伏锦苏线、复丰线均已投入商业运行，１０００千伏淮上线将于２０１３年建成．在设备日趋完善
的情况下，防止由于受风的影响而发生线路事故的措施不断受到电力系统的重视．风对运行线路最明显的
影响之一便是舞动，由于舞动导致线路故障的因素已成为威胁线路运行安全的重要因素之一．
１舞动产生的原因
架空输电线路舞动是由低频率高振幅的共振所引起的．由于空气动力的不确定性，导线会产生一种低 频率（约为０．１～３ＨＺ）、大振幅（约为导线直径的５～５００倍）的共振现象＿１］．舞动的峰值最大可达到１０多
米，从而引起相间闪络、跳闸停电、线夹等金具损坏、导线断股断线，甚至导致杆塔倒塌等情况的发生，是输
电线路的重大灾害之一．舞动产生的主要原因为：导线不均匀覆冰、风激励、线路结构参数 ］．
１．１导线不均匀覆冰
舞动产生的必要条件是导线的不均匀覆冰，在冻雨、霜淞、湿雪等恶劣气候条件下，容易发生导线不均
匀覆冰．常见的为较强冷空气带来的雨加雪、冻雨、气温骤降等． 架空输电线路发生不均匀覆冰，冰厚从几毫米到几十毫米不等，使得导线圆截面特性发生改变，从而
浅谈输电线路覆冰舞动的危害及对策
总第２６４期 电力技术探讨 ＤＯＩ编码：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００７—００７９．２０１３．０５．０９９ 浅谈输电线路覆冰舞动的危害及对策
赵宏光赵会 摘要：分析了辽北地区近几年发生的线路覆冰舞动障碍，对导线覆冰舞动形成原因进行了研究，发现线路的舞动都与导线表面有 不对称的覆冰密切相关，线路舞动前均有降雪或冻雨，随后的阵风致使线路舞动，因此导线覆冰是造成舞动的必要条件。针对覆冰舞 动的危害总结了实践经验，提出了一些预防和消除导线覆冰舞动的措施。 关键词：输电线路；覆冰舞动；危害 作者简介：赵宏光（１９６０－），男，辽宁铁岭人，辽宁省电力有限公司铁岭供电公司，高级技师。（辽宁铁岭１１２０００）赵会（１９８２一）， 男，吉林省吉林市人，辽宁省电力有限公司锦州培训中心技术技能培训部，助理讲师，技师。（辽宁锦州１２１００１） 中图分类号：ＴＭ７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—００７９（２０１３）０５—０２０３—０１ 近几年来，辽北地区由于导线覆冰舞动造成的线路跳闸停 电时有发生。２０１０年２月２４日至２５日铁岭地区遭遇近十年来罕 见冻雨灾害，致使２２０ｋＶ线路跳闸３条１ １次，６６ｋＶ线路跳闸４条８ 次。这次冻雨灾害使线路覆冰后伴随强烈的舞动，造成２２０ｋＶ 清沈线１８２号Ｃ相绝缘子掉串；２２０ｋＶ铁调乙线５３号Ａ、Ｃ相ＬＧＪ一 ４００／３５型导线线夹出口处磨损严重，其中Ａ相的导线外层铝股全 部磨断只剩钢芯；６６ｋＶ调青线腰堡分线ｃ相断线，４基水泥杆横 担变形损坏。此次冰灾造成电网故障损失电量约１５．３９万ｋＷｈ， 初步估算直接经济损失为１３９万元。２０１０年１２月１０ Ｅｔ，铁岭地区 又遇覆冰大风天气，造成２２０ｋＶ牛虎线Ｂ、Ｃ相连续故障跳闸三 次。可见送电线路的覆冰舞动严重的威胁着电力系统的安全运 行，必须引起电力线路工作人员的高度重视，以便摸清规律，采 取积极的应对措施，消除或减弱送电线路覆冰舞动现象。 一、输电线路覆冰的原因及特点 线路覆冰发生在低温雨雪天气里，降水Ｉ生质由开始的雨至 雨夹雪最后到冻雨或大雪。开始的液态降水有助于空气中水汽 含量的增加，空气中出现大量过冷水滴，随着气温的下降，降水 现象从液态到液固态并存到全固态，冰水混合物在导线表面越 聚越厚造成线路覆冰。 覆冰时空气相对湿度超过８５％，降水量达到２０～３０毫米，日 最低气温在１．０～－５．Ｏ℃左右，风速在１ ２．５米，秒。 根据覆冰后的现场观测，辽北地区输电线路导地线覆冰厚 度在１Ｏ～１５毫米左右，最大厚度达３０毫米，覆冰层截面近似圆 形，呈坚硬的“冰棒”形状。 二、导线舞动的几个基本条件 导线舞动时节多在每年１ １月末至来年３月初，而在初冬和初 春最为频繁。纵观历次线路舞动，导线舞动前均有降雪或冻雨 发生，都与导线表面有不对称的覆冰密切相关，可以说导线覆 冰是造成舞动的必要条件。 导线覆冰舞动的形成机理比较复杂，牵涉到输电线路的路 径走向、地理环境、气象条件（主要是气温、风速、风向、覆冰 厚度）以及导线结构、运行张力等因素。 导线舞动期间的基本条件相同，风向为北风或偏北风， 气温在０—－５￣Ｃ之间，风速为５～１５米／秒。风向与线路夹角大于 ４５。，一般都有２—５毫米轻微覆冰，个别线路也有３０毫米左右的 覆冰。 舞动区段的线路的导线弛度都比较大、张力较小，因此，同 一线路和同一走向，由于导线弛度的不同，有的线段发生舞动， 有的线段就不舞动。 从舞动的线路来看，发生导线舞动的线路为东西走向，舞 动地段为开阔地或冬、春季大风的风口处。因为开阔平坦的地 形使导线受风的策动力成为可能。因此，相隔很近且参数基本 相同的两条线路由于地形不同其中一条发生舞动而另一条不 舞动。 三、导线覆冰舞动的成因及危害 合适的气温及相对的湿度及风速是线路覆冰舞动不可缺 少的因素，从天气情况来看，铁岭地区ｌ１月上旬开始便出现雨、 雾、雪淞与结冰同时并存的现象，直至来年的３月初。在降水期 间随着气温的波动、湿度的增大，线路导地线结冰经历了由雨 （雾）淞到覆冰的反复累加过程。 覆冰舞动原因初步分析：雪落到温度较高的导线上溶化并 形成雨滴，雨滴在本身自重的作用下向下运动，堆积在导线的下 方，当阵风和雪停止而气温下降时，堆积在导线下方的雨滴在导 线下方的背风侧形成翼状覆冰，从而改变了导线的截面使之不 对称。当风吹向导线时，由于导线上下方所受风力不均，从而使 导线产生扭矩，导线由于扭矩作用产生扭转同时向上运动直到 风力不足导线扭矩减小，并在其自重的作用下自行下落，在下落 时由于位能变成动能而使导线摆动。当风速上升时导线受力又 加大导线又向上运动；风速下降时导线又下落，导线在阵风中阵 起阵落，阵起时扭矩加大，阵落时扭矩释放。当阵起、阵落的频 率等于导线固有振动频率时便引起导线舞动。舞动的策动力是 风力，舞动形成的必要条件是：导线上覆有翼状的冰；导线舞动 当时的风是阵风。 导线舞动是输电线路在一定的地理环境条件下所产生的， 以导线大幅度地低频振荡为表现形式的特有机械运动。由于导 线舞动时的机械振动能量非常大，对输电线路的杆塔、导线及金 具都会造成一定程度的损坏，由于覆冰厚度、密度和形状的广泛 变化，作用于线路上的荷载也发生同样广泛的变化。覆冰时杆塔 两侧的张力不平衡，额外负荷的增加使得导地线和杆塔出现很 大的横向应力和纵向应力。当应力超过＿定限度或不平衡时，会 出现导线断落冲击荷载造成倒杆。结冰的电线遇冷会收缩。风吹 （下转第２０５页）