输电线路舞动的研究与治理
浅论高压架空输电线路舞动及防治措施
浅论高压架空输电线路舞动及防治措施摘要：我国是架空输电线路舞动较为多发的国家，存在较大范围的导线舞动现象。
线路导线舞动的破坏性很大，会造成导线机械疲劳、磨损、烧伤，引起线路跳闸、断线、会损伤金具、绝缘子和杆塔，因此在设计时必须予以重视。
本文主要分析了目前我国高压输电线路舞动的原因，论述了舞动防治对策。
关键词：高压；架空；输电线路；舞动；防治措施一、我国高压输电线路舞动现状我国地域辽阔，电网基础建设快速发展，近年来，我国因输电线舞动造成的事故频频发生，造成了巨大的经济损失，也严重的影响了人们的正常用电。
2008年初，湖北，河南，江西，湖南等地出现大范围的输电线路舞动，并且持续的时间比较长，范围比较广，舞动地域地形涉及到山区、丘陵和平原。
因为输电线本身具有一定的抗舞动能力，很多舞动并不严重，而这些不严重的舞动没有记录，所以有一些实际发生的舞动现象没有被记录在案。
在我国，从湖南至黑龙江，存在一条输电线路的舞动带。
其中包括黑龙江、辽宁、湖北、湖南等省。
这条舞动带在每年的春冬两季，东南方北上的暖湿气流和西北方南下的干冷气流在我国中部和东北部相汇，导致这些地方容易形成冻雨，冻雨附着在导线上形成了覆冰，与此同时，中部属平原地区，风力比较强，所以这一片地区满足了舞动形成的两个基本要求（覆冰与大风），经常会出现舞动现象。
二、导线舞动的原因分析舞动是不均匀覆冰导线在风的作用下产生的一种低频率（0.1～5Hz）、大振幅（约为导线直径的20～300倍）的自激振动。
在振动的形态上表现为一个档距内只有一个或少数几个半波。
舞动发生的三要素为：导线不均匀覆冰、风激励、线路结构参数。
2.1输电线路结构参数相关资料表明，大截面导线比小截面导线更容易发生舞动，分裂导线比单导线产生舞动的频率要大出很多。
大截面导线扭转刚度较大，在偏心覆冰后难以产生自转，使得覆冰层更多堆积在同一方向，造成导线迎风面与背风面覆冰厚度不一致，更容易产生舞动现象。
输电线路导线舞动及其防范措施分析
输电线路导线舞动及其防范措施分析
输电线路导线舞动是指输电线路上导线在风力作用下产生的一种周期性振动运动。
这种振动不仅会影响输电线路的安全稳定运行，还会对周围环境和雷电防护造成影响，因此需要采取措施进行防范。
导线舞动的主要原因是气流的作用，即风的作用。
随着导线线径的增大和跨越距离的增加，导线舞动的幅度和频率也会增大。
同时，在雷暴天气时，雷电对导线造成的冲击也会使导线产生舞动。
为防止导线舞动引发的故障，必须采取相应的防范措施。
一般而言，防范措施可以从以下几个方面入手：
一、设置导线振动减缓器。
导线振动减缓器一般是通过在导线附近设置摆动块或防波锥等装置来增大导线的空气阻力，从而达到减少导线振幅的目的。
二、提高导线抗风能力。
通过增加导线的直径、加强导线的抗风能力来减少导线舞动的幅度和频率。
三、改进导线张力。
适当提高导线张力可以有效减少导线的舞动，同时也能提高导线的承载能力和延长导线寿命。
四、改变导线的线型。
通过改变导线的线型可以减少导线产生舞动的可能性，例如采用反钟曲线导线等。
五、加强绝缘措施。
导线受到舞动时，可能会与周围的结构物或障碍物发生碰撞，造成绝缘子破损和绝缘性能下降，加强绝缘措施是防范导线舞动的重要手段。
六、加强雷电防护。
在雷暴天气，导线舞动会使导线与地面或其他物体之间的距离短暂减小，从而增加导线遭受雷击的概率。
因此，加强雷电防护是避免导线舞动对输电系统造成危害的重要手段。
在具体实施防范措施时，需要根据不同的具体情况选择相应的措施，以最大程度地减少导线舞动对输电系统的影响。
浅析输电线路舞动原因及防舞措施
浅析输电线路舞动原因及防舞措施摘要输电线路导线发生舞动严重危害着输电线路的安全运行。
本文论述近年来我国输电线路舞动发生情况，简要分析其成因，并提出一些防舞设计的技术和防止舞动危害的措施。
关键词输电线路；舞动；防舞措施1 架空输电线路舞动发生的概况。
关于导线偏心覆冰引起大幅度舞动的机理研究最早始见于Den Hartong于1932年美国电气工程学会会刊上发表的《输电线路的覆冰舞动》，它是以后研究导线舞动的基础。
我国自20世纪50年代就已发现覆冰及无冰单导线上产生的舞动，但未着手进行研究与防护。
直至20世纪70年代起我国开始建设500kV3、4分裂导线线路，舞动更为普遍并不断造成舞动混线短路事故，特别是自1987年~1994年湖北500kV3分裂导线中山口大跨越相继发生5次舞动，初次未加防护的舞动振幅高达10m左右，造成导线磨断和大量金具、护线条及导线损坏和磨损。
1989年~1990年500kV葛常株湘江及沅水大跨越相继发生振幅高达12m~15m的舞动，其后才引起国内有关运行和科研部门的重视，并相继进行理论研究。
2008年1月10日至1月底，贵州、湖南、江西、浙江等地持续低温（-1℃~5℃），降水降雪丰富，风速一般在4m/s~15m/s，造成上述省份的输电线路大范围严重覆冰，其中不少线路发生架空导线舞动，造成铁塔连接螺栓松脱、构件疲劳失效等现象，严重时引起倒塔，对春运及人民群众安度春节造成了很大的影响。
2009年11月9日至2010年1月20日，受三次大范围大风降温降雨雪等恶劣天气过程的影响，河南、山东、湖南、江西、山西、浙江、辽宁、河北等地输电线路发生不同程度的导线覆冰舞动，涉及10kV~500kV各电压等级的输配电线路，严重时造成线路跳闸，停运，变电站失压，电厂机组停运，涉及设备之多，危害影响之大为，历年罕见，电网迎峰度冬形势异常严峻。
2 舞动产生的原因2.1 气象因素特定的气象条件是引起导线舞动的主要因素之一。
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。
输电线路运维防治导地线覆冰舞动方案
输电线路运维防治导地线覆冰舞动方案一.导地线覆冰舞动的发生，常与气候和气象条件有关。
在气温为一5~1℃、风力为8~12m∕s（4~6级）、导地线覆冰厚度3~20mm的情况下，易发生导地线舞动。
导地线舞动会给线路造成严重的损害，可使金具断裂，导地线落地，塔材、螺栓变形、折断，出现大面积停电。
因此运行单位应高度重视，建立健全有效的管理制度，降低舞动发生的几率。
二.导地线舞动较严重的地区，各级生产管理部门和运行单位应组织科研和技术人员成立防治导地线覆冰舞动工作小组，研究本地区导地线舞动形成的规律、特点，拟定相应的工作制度，制订防治导地线舞动的措施、计划。
通过不断治理和积累经验,逐步抑制导地线覆冰舞动的发生，减轻或避免导地线舞动造成的危害。
三.加强对导地线舞动的观测和记录，绘制出易舞线路和易舞区分布图。
开展对导地线舞动在线监测技术的研究，为预防和治理导地线舞动积累资料。
导地线舞动在线监测是利用观测装置，实时监测、记录导地线舞动的相关数据，如：覆冰厚度、性状、导地线舞动时的风速、风向、温度以及舞动的幅值、频率、波形等。
四.处于重冰区（覆冰厚度在20mm及以上）或易于结冰的线路，应制订或适时采取融冰及防冰措施，避免发生线路故障。
根据情况设置冰凌观测站，以便导地线发生覆冰时及时进行观测及记录；加强对冰凌资料的积累、分析，结合运行经验制定预防冰害事故措施。
五.根据线路设计和运行情况，对各种交叉跨越距离按可能发生的覆冰情况进行校验，重要交叉跨越档宜采用孤立档。
为减轻或防止导线脱冰跳跃和舞动对导线造成的损伤，悬挂导线时宜采用预绞丝护线条保护，不使用重锤和非固定型线夹。
六.北方地区初春季节冰雪开始融化，应提前清除绝缘子串上的冰雪，防止冰闪事故的发生。
也可采取一些防治措施：改变瓷（玻璃）绝缘子串的配置（如在绝缘子串中插入大盘径绝缘子），或在条件允许的情况下增加绝缘子串长度（如采用结构高度较高的绝缘子或适当增加片数）。
七.对已采用的防舞措施（装置），应定期进行巡视和检查，发现异常及时处理，确保其运行状况良好。
输电线路导线舞动及其防范措施分析
输电线路导线舞动及其防范措施分析输电线路导线在运行过程中，往往受到风力、温度、电力负荷等因素的影响，会产生不同程度的颤振和摆动，这种现象被称为导线舞动。
导线舞动会对电力系统的安全稳定运行产生不利影响，因此必须采取相应措施进行防范。
一、导线舞动的危害导线舞动会引起导线振动，产生导线振幅、浪涌电流和振幅共振等现象，对电力系统的稳定运行和设备的安全稳定都会产生影响。
具体表现如下：1.导线舞动过大，会增加导线疲劳度，使导线寿命缩短。
2.导线跳线由于振动过大，会引起连接端子的齿条松脱、螺纹鬃口紧度变松，导致导线跳线的脱落。
3.导线振幅过大，会产生浪涌电流，对系统产生电磁干扰和过电压等负面影响。
4.导线振幅共振，会产生严重的机械损坏和停电故障。
5.导线舞动过大，还会引起电力设备的振动，产生噪声和震动，给周围环境和人们的健康带来不良影响。
二、导线舞动的防范措施为了有效防范导线舞动对电力系统带来的不利影响，采取以下措施：1.对输电线路进行安全评估，选择合适的寿命、强度和重量等要素指标，采用高强度、抗腐蚀性能好的材料进行制造。
2.加强导线的支撑，采用加高杆、增加耐张塔等方法，增加导线的支撑点，降低导线振动幅度。
3.增加导线的防震措施，采用控制导线振动的减振器，减少导线的共振现象。
4.合理地分配导线在塔身的位置，避免导线和塔之间的摩擦，减少导线振动和摆动。
5.对导线进行定期检查和进行养护维修，及时发现和处理存在的缺陷和隐患。
6.提高设备的防抖动能力，采用可调节、可控制的稳压电源，升级电力设备的主要控制系统等措施，提高设备抗振能力。
7.注重培养操作人员的安全防护意识和技能，建立完善的防范措施和应急预案，提高系统的应急响应能力。
三、导线舞动监测技术为更好地防范导线舞动对系统的危害，用现代技术手段建立导线舞动监测系统是无可替代的。
1.模拟模型技术：采用模拟模型技术对导线舞动进行模拟，预测导线的振动幅度和频率，制定相应的调整方案。
输电线路导线舞动及其防范措施分析
输电线路导线舞动及其防范措施分析【摘要】输电线路导线舞动是指在风力作用下，导线因受到风力的摆动而产生的振动现象。
本文通过分析输电线路导线舞动的原因和对输电线路的影响，探讨了在设计、施工和运行维护阶段采取的防范措施。
研究表明，导线舞动会对输电线路的稳定性和安全性产生负面影响，可能导致断线、短路等故障。
在设计阶段应考虑导线的强度和振动特性，施工阶段需严格控制导线的张力和安装工艺，运行维护阶段则要定期检测导线的状态和加固维护。
通过合理的防范措施，可以有效减少导线舞动引发的问题，提高输电线路的可靠性和安全性。
展望未来，随着技术的不断发展，更加智能化的防范措施将有望应用于输电线路的安全管理中。
【关键词】输电线路、导线舞动、防范措施、设计阶段、施工阶段、运行维护阶段、影响、结论、展望、研究背景、研究目的1. 引言1.1 研究背景输电线路导线舞动是指导线在风力作用下产生摆动的现象，是输电线路运行中常见的问题之一。
导线舞动可能会导致输电线路的振动加剧，增加线路的维护难度，甚至引发线路跳闸等事故。
对输电线路导线舞动及其影响进行深入研究，寻找有效的防范措施显得尤为重要。
目前，国内外已有一些关于输电线路导线舞动的研究成果，但仍存在一些问题有待解决。
目前对导线舞动原因的研究尚不够全面，防范措施的实施效果亦有待验证。
有必要在这一领域进行更深入、系统的研究，为输电线路的安全运行提供更为可靠的保障。
本文将从输电线路导线舞动的原因、导线舞动对输电线路的影响以及防范措施等几个方面进行分析和探讨，旨在为相关领域的研究提供一定的借鉴和参考，以期提升输电线路的安全性和可靠性。
1.2 研究目的本文旨在探讨输电线路导线舞动及其防范措施，通过对导线舞动的原因、影响以及防范措施进行分析，以提高输电线路的安全性和可靠性。
具体研究目的包括：一是探讨导线舞动的主要原因，深入分析不同因素对导线舞动的影响程度，为随后的防范措施提供依据；二是分析导线舞动对输电线路的影响，包括对线路设备的损坏、线路稳定性的影响等，为线路运行管理提供参考；三是针对导线舞动提出设计、施工和运行维护阶段的防范措施，从源头上控制导线舞动现象，保障输电线路的正常运行。
输电架空线路的舞动原因及防舞技术方法分析
输电架空线路的舞动原因及防舞技术方法分析摘要：输电架空线路的舞动问题会给输电部门带来巨大的经济损失，还时刻威胁着电力系统的安全运行，只有采取科学的防治对策才能减少舞动现象，提高输电线路的稳定性，避免舞动事故的发生。
关键词：输电架空线路；舞动原因；防舞技术在导线舞动出现时，所有的架空线都进行较大幅度的波浪式震动，由于震动的幅度大时间长，容易造成停电、电线断裂等情况，还造成了严重的经济损失。
架空线路舞动是世界性的难题，具有一定的复杂性，主要表现在：导线以及气流的作用就会造成一定的耦合、导向摆动幅度较大说形成的几何非线性等。
随着相关部门对于架空线路舞动研究，已经取得了良好的效果。
一、输电架空线路舞动原因的研究分析1.气候条件的影响一般，在寒冷的覆冰的天气中，大风以及频繁的风向变动是架空线路发生舞动的主要成因。
例如：在寒冷的天气中，覆冰能够使线路变得僵硬，容易形成不同的形状，如果风力较大，相关的空气动力也在不断的变化中，就会造成线路上下的力不平衡，从而出现舞动。
另外，持续的强风能够对架空输电线路造成严重的破坏，例如：导致相关的线路烧断线、掉落等，会造成大范围的停电状况，同时，也对于线路的安全造成一定的影响。
通常来说，在一些开阔的平原地带不容易出现架空线路的舞动，主要是由于平原地区所形成的层流风对架空线路的破坏较小，然而，在一些山区以及居民区发生架空线舞动的几率较高，在这些地区，地面的物体较多，线路一般都架设在较高的地方，风力对于地面的作用力较小，同时还具有很强的稳定性。
一般来说，天气较冷就会引起冷暖气流的交替，会形成强风，容易形成架空线的舞动。
2.产生的机理（1）扭转舞动机理所谓的扭转舞动机理是架空线路在运动中，除了上下舞动之外，还会进行扭动，如果，横向垂直的震动所形成的频率架空线路本身的扭转频率相同时，就会形成舞动。
（2）垂直舞动机理架空线路容易产生偏心，在线路上的垂直作用力大于架空线的气动阻力时，也容易形成舞动现象。
输电线路防舞动的防治与对策初探
输电线路防舞动的防治与对策初探摘要:本文详细论述了对电力系统中输电线路发生风偏舞动的原因,提出了防舞动的主要措施并介绍了两种有效的防舞动装置。
关键词:线路舞动；原因；防舞措施0前言在冬季,当水平方向的风吹到因覆冰而变为非圆截面的导线上时,将产生一定的空气动力,由此会诱发导线产生一种低频频率(约0.1～3Hz)、大振幅(可达10m以上)的自激振动,是较高风速引起的覆冰导线的驰振。
由于其形态上下翻飞,形如龙舞,亦称舞动。
我国是个舞动多发国家。
舞动产生的危害是多方面的,轻者发生闪烙、跳闸,重者发生金具及绝缘子损坏、导线断股、断线、杆塔螺栓松动,甚至倒塔,导致重大电网事故。
1舞动产生的原因舞动的形成主要取决于3个因素,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。
覆冰多发生在风力作用下的雨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,伴随温度的变化,经常出现在先雨后雪情况下,此过程中气温骤降(一般气温在-8℃～0℃,空气相对湿度在90%以上),导线极易覆冰。
通常情况下,导线覆冰不均匀,形成新月形、扇形、D形等不规则形状,覆冰厚度从几毫米到几十毫米,导线便有了较好的空气动力性能,在风力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,当风速为4～20m/s,且风向与线路走向的夹角≥45°时,导线易产生舞动。
1.3线路结构及参数线路的结构和参数也是形成舞动的重要因素之一。
从国内外的统计资料来看,在相同的环境、气象条件下,分裂导线要比单导线容易产生舞动,并且大截面的导线要比常规截面的导线容易产生舞动。
这主要是因为多分裂、大截面的导线扭转刚度大,易形成不均匀覆冰。
随着用电需求的增长、电网建设力度的增强,我国电网建设已明显呈现多分裂、大截面的发展趋势,从而增大了舞动的可能性。
输电线路覆冰舞动治理技术
输电线路覆冰舞动治理技术1、输电线路舞动情况概述1.1舞动基本概念架空输电线路在运行过程中会因自然条件的作用而发生多种灾害事故，舞动就是其中危害较为严重的一种。
舞动是不均匀覆冰导线在风的作用下产生的一种低频率（约为0.1～5Hz）、大振幅（约为导线直径的20～300倍）的自激振动，在振动形态上表现为在一个档距内只有一个或少数几个半波。
输电线路舞动的发生通常取决于三方面的要素：导线不均匀覆冰、风激励和线路结构参数。
舞动产生的危害是多方面的，轻者会发生闪络、跳闸，重者发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，杆塔螺栓松动、脱落，甚至倒塔，导致重大电网事故。
舞动问题在本质上为非线性动力学问题，加之各种复杂的随机因素作用，使得彻底治理难度很大，是架空输电线路机械力学领域公认的世界性难题。
随着我国电网建设的发展，近年来我国架空输电线路舞动事故发生的频率和强度明显增加，舞动已成为当前我国威胁线路安全的最主要因素之一。
1.2国外输电线路舞动情况舞动是输电导线由于偏心覆冰改变了导线截面特性在风激励下产生的驰振不稳定现象，舞动的观测和研究是随着架空输电线路的发展而展开的，输电线路舞动研究最早源于20世纪30年代，由美国学者Den Hartog首先提出第一个舞动激发机理。
统计表明，自输电线路舞动现象被首次发现以来，全世界有输电线路舞动记录的国家达三十多个，其中舞动较严重的地区包括北美的加拿大、美国，欧洲的比利时、丹麦、瑞典、挪威、英国及俄罗斯，亚洲的日本等。
由于近些年来发达国家输电线路的发展基本处于停滞状态，因此有关线路的舞动记录基本没有新增，相关的研究工作也没有进一步的发展。
1.3 我国输电线路舞动情况中国是舞动发生最频繁的国家之一，舞动涉及到各个电压等级的输电线路。
存在一条北起黑龙江，南至湖南的漫长的传统舞动带，因为每年的冬季及初春季节（每年的11、12月份，和次年的1、2、3月份），我国西北方南下的干冷气流和东南方北上的暖湿气流在我国东北部、中部（偏沿海地区）相汇，这些地区极易形成冻雨或雨凇地带使导线覆冰，并且由于风力较强，这条带状区域内的输电线路在冬季由于特殊的气象因素满足了起舞的基本要素后而诱发舞动。
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・电网技术・输电线路舞动的研究与治理
朱宽军1,尤传永1,赵渊如2(1.国电电力建设研究所,北京市,100055;2.内蒙古超高压供电局,呼和浩特市,010000)[摘 要] 文章简要介绍了近几年我国发生的架空输电线路的舞动事故,分析了我国舞动多发的原因及地域分布特点。在总结我国舞动研究与治理的基础上,指出了在舞动治理方面存在的不足及解决办法。并结合双摆防舞器的防舞设计,简要介绍了稳定性舞动机理。[关键词] 架空输电线路 稳定性舞动机理 双摆防舞器
中图分类号:TM752 文献标识码:A 文章编号:1000-7229(2004)12-0018-04
StudyandControlonGallopingofTransmissionLinesZhuKuanjun1,YouChuanyong1,ZhaoYuanru2(1.SGElectricPowerConstructionResearchInstitute,BeijingCity,100055;2.InnerMongoliaUHVPowerSupplyBureau,HuherhaoteCity,010000)
[Abstract]ThepaperintroducedbrieflythegallopingaccidentsoccurringtotheoverheadtransmissionlinesinChinaoverthepastafewyears,analyzedthereasonsoffrequentlygallopinganditsdistributingcharacters.Basedonthesummarizationofthestudyandanti-gallopingmeth2odsinChinatheauthorspointedouttheproblemsandsolutionofanti-galloping.Withregardtoanti-gallopingitsstabilitymechanismanddoublependulumdamperanti-gallopingdesignarebrieflydemonstrated.[Keywords]overheadtransmissionline;stabilitygallopingmechanism;doublependulumdamper
当水平方向风吹到因覆冰而变为非圆截面的导线时,将产生一定的空气动力,由此会诱发导线产生一种低频(0.1～3Hz)、大振幅(可达10m以上)的自激振动,也称舞动(Galloping)。导线舞动是威胁输电线路安全运行的重要因素。舞动产生的危害是多方面的,诸如:跳闸、导线电弧烧伤、金具损坏、导线断股、断线、倒塔等。舞动会造成重大的经济损失和社会影响。近年来,我国东北、华北、华中、西北等地区均发生过严重的舞动,其范围之广、强度之大、损失之重为我国历史罕见。为确保电网的安全运行,必须对我国输电线路的舞动研究与治理给予高度的重视,尤其应重视舞动的防治工作,将单一的“舞后治理”,改为“预防为主、防治结合”的新的防舞工作指导思想。1 近5年我国架空输电线路发生舞动的状况 我国有关舞动的记载始于上世纪50年代,据现有资料统计,自1957年至今,我国共发生舞动65
次,波及10,35,44,66,110,220,500kV输电线路,
造成了巨大的经济损失。简要介绍如下。1.1 湖北2003年2月10日及3月5日,500kV龙斗、斗双等输电线路发生了2次强烈的舞动,舞动最大振幅超过7m,最长持续时间约10h。舞动造成金具(包括铁塔螺栓)严重磨损、断裂、脱落,绝缘子钢脚
断裂,导线断股、脱落,导线对地线放电、线路跳闸,
送电被迫中断。国家电网公司及有关部门对此高度重视,两次召开了由权威机构和专家参加的舞动治理协调会,经过专家的充分研究和讨论,决定采用基于动力稳定性机理的双摆防舞器作为最终的防舞方案,并2003年11月实施完成。2001年元月23～25日,500kV葛凤输电线路荆门-潜江段发生了大面积、长时间(持续46h)、强烈的舞动,舞动幅度达10m,致使多基耐张塔螺栓松动、塔材脱落,跳线磨损、金具损坏,随时有倒塔的危险,葛凤线被迫中断送电,进行抢修。
收稿日期:2004-06-26
・81・第25卷 第12期2004年12月电 力 建 设ElectricPowerConstructionVol.25 No.12Dec,2004
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net1.2 河南2003年2月9～10日,河南电网13个地市的线路遭受了导线舞动的侵害,舞动振幅达5～6m,造成豫南、豫东地区17条220kV线路、15条110kV线路、198条10kV线路跳闸,损失负荷265MW,损失电量178.5万kW・h。相关线路已完成一期治理。2000年12月1日及2001年1月11日,河南电网多条220kV线路发生了导线舞动,造成金具损坏、线路跳闸、大面积停电等恶性事故。1.3 内蒙古2003年11月5～6日,500kV永丰线I、II回发生了强烈舞动,引起线路跳闸、跳线断裂、螺栓严重磨损、松动、脱落,跨越档导线断股、防振锤脱落等,送电被迫中断,进行了抢修,更换了数千米的导线及大量金具等。1.4 辽宁2004年2月21～22日,雨转雪同时伴有大风,气温骤降,导致输电线路覆冰、导线严重舞动,线路跳闸。辽宁省的沈阳、大连、辽阳、营口、抚顺、鞍山、盘锦7个城市相继出现了不同程度的停电事故。其中沈阳、大连2个城市较为严重,大连市线路跳闸140条次,一个耐张档内连续6基杆塔倒塌,30座66kV变电所停电。沈阳11条66kV线路多次跳闸,9座66kV变电所停电,当天16∶40左右,桃仙国际机场停电,这是沈阳桃仙国际机场遭遇开航以来最长时间的一次停电,导致多次航班被迫取消,机场被迫关闭30h。1999年11月24日,辽宁电网发生大面积舞动,集中在两锦地区,舞动线路达30多条,造成66kV线路发生断线和混线,并引起跳闸;500kV董王线部分球头断裂、断线、倒塔,送电被迫中断。2 我国舞动多发的原因2.1 舞动产生的原因舞动的形成主要取决于3个因素,即覆冰、风激励和线路的结构与参数。2.1.1 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,而又与温度的变化密切相关,常发生在先雨后雪,气温骤降(由零上降至零下)情况下,且导线覆冰不均匀,形成所谓的新月形、扇形、D形等不规则形状,冰厚从几mm到几十mm(最厚可达50mm),此时,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。2.1.2 风的激励舞动离不开风的激励。冬季及初春季节里,冷暖气流的交汇易引起较强的风力,在地势平坦、开阔及风口地区的输电线路,当导线覆冰、风速为4～20
m/s,风向与线路走向的夹角不小于45°,导线易发生舞动。2.1.3 线路结构及参数条件线路的结构和参数也是形成舞动的重要因素之一。从国内外的统计资料来看,在相同的环境、气象条件下,分裂导线要比单导线容易产生舞动,并且大截面的导线要比常规截面的导线易产生舞动。随着用电需求的增长、电网建设力度的增强,我国电网建设已明显呈现多分裂、大截面的发展趋势,就此而言增大了舞动的可能性。2.2 我国舞动多发原因及分布特点从我国输电线路舞动的统计资料看,舞动分布呈现明显的区域性,即形成一条南起湖南,北至吉林的一条漫长的“舞动带”。这是由于每年的冬季及初春季节,我国西北方南下的干冷气流和东南方北上的暖湿气流在我国东北部、中部(偏沿海地区)相汇,
这些地区极易形成冻雨或雨淞地带,导线易覆冰。这条带状区域内的输电线路,在冬季、特殊的气象因素满足了起舞的3个基本要素后,而诱发舞动。其中辽宁省、湖北省、河南省是我国的强舞动区(平均每5年发生1次及以上的舞动)。
3 我国舞动的研究与治理3.1 我国舞动研究的成果与现状输电线路的舞动研究与治理是一个既十分紧迫,又相当复杂,既具有重大的经济、社会意义,又难于迅速彻底解决的世界性难题。自舞动发生以来,
世界许多国家的科技工作者为舞动的研究和治理做出了不懈的探索,取得了丰硕的成果。我国舞动研究起步较晚,舞动真正被国内所重视并开展专项研究是在1987年湖北省中山口大跨越发生强烈舞动而导致导线断线以后才开始的。近20年来,我国在舞动研究方面取得了丰硕的成果,在舞动机理方面,
国电电力建设研究所的科研人员创立了稳定性舞动机理,并开发出了多种有效的防舞装置,如双摆防舞器、偏心重锤等。其他科研院所也开展了大量的研究工作,并在舞动治理的实践中积累了许多舞动防治的宝贵经验。但由于导线舞动问题的复杂性,人们尚未完全
・91・第12期输电线路舞动的研究与治理
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net掌握舞动的规律,尚有许多未知的东西需要探索,要完全制服舞动还须长期努力。由于多种原因,无论在基础理论的研究上,还是在防舞装置的开发、舞动治理的实践经验等方面,我国都与加拿大、日本、美国等国家存在着不小的差距。我国是舞动多发国家,随着电网建设的发展,我国线路发生舞动的概率明显增大,因此舞动研究与防治具有特殊重要的意义,面对我国输电线路舞动出现的新情况,我们必须十分重视舞动研究与防治工作,必须坚持理论研究、试验验证、工程运用相结合,扎实推进舞动问题的研究和解决,确保输电线路的安全运行。3.2 我国舞动防治工作存在的问题多年来,我国舞动防治工作是强调治理,疏于预防,在新形势下,我们必须转变观念和工作方法,将单纯被动的“治”改为“预防为主,防治结合”的主动工作方法。我国舞动问题的研究与防治必须与设计、生产、运行部门相结合,对新建、在运行、已舞动线路分别进行防治,将灾害减少到最低。具体地说,应从以下2个方面开展工作。3.2.1 新建线路的防舞对于通过舞动多发、强舞动地区的新建线路,应合理选择线路走向,尽可能避开或少穿雨淞或冻雨地带;尽可能避免横穿风口、江河湖面;对于必须通过上述地区的线路,应采取措施提高线路的机械及电气强度,抗舞。所谓线路机械强度是指杆塔、导线、金具等各组成部件的机械强度,即杆塔、导线、金具等承受舞动荷载的能力,导线、金具的耐磨性能,铁塔螺栓的防松性能等。这些部件的机械强度提高后,即使发生1～2次舞动,线路本身的机械强度也完全能承受,不致破坏。所谓电气强度是指在线路舞动时,导线相间及相对地有足够的电气间隙,以确保舞动时不致发生相间及相对地短路。因此,跨越塔的塔头设计要考虑舞动。以上防舞设计应建立在合理假设、理论计算、防舞经验等基础上,给出合理的线路机械及电气强度,确保线路的安全运行。3.2.2 在运行线路的防舞对于已建成的位于舞动多发地区的运行线路,由于这些线路在设计时未考虑防舞,因此在条件成熟时极易发生舞动。对于此类线路,应加强舞动季节对线路的观测,制定应急预案,一旦发生舞动,立即采取应对措施。必要时,应在可能发生舞动前,设计防舞方案,加装防舞器。对已发生舞动的线路,应及时设计防舞方案,加装防舞器,防止舞动的再次发生。4 稳定性舞动机理及双摆防舞器4.1 稳定性舞动机理及双摆防舞器在舞动机理的研究方面,我国科技工作者进行了深入的研究和探索,取得了许多有益的成果,最具代表性的是国电电力建设研究所的科技工作者提出的稳定性舞动机理,该理论认为:只有不稳定振动才会诱发舞动。因此,舞动是一种动力不稳定现象,若能采取适当的措施提高导线系统的动力稳定度,提高系统失稳的冰风阈值,就能达到防舞的目的。这种运用动力稳定性理论来研究舞动的方法称为稳定性舞动机理。为使系统保持稳定,必须改变系统对舞动敏感的参数,例如增加系统扭转刚度和系统中加入防舞装置,并在计算模型中把防舞装置和覆冰的影响反映在内。为了数学上的严谨和使用上的方便,采用了线性动力稳定性理论作为分析的理论基础,运用代数稳定性判据(Routh—Hurwith稳定性判据)来判别系统是否稳定。计算模型中同时考虑了垂直、水平、扭转3个运动分量,并考虑了三者的互相耦合,因此该机理可模拟各种类型的舞动,实际上含盖了DenHartog、O.Nigol及惯性耦合3种舞动机理,