淺析架空輸電線路導(dǎo)線舞動原因分析及對策

1、    淺析架空輸電線路導(dǎo)線舞動原因分析及對策    秦文祥【摘 要】強對流天氣如強風、凍雨易對輸電線路造成大面積、長時間、強烈的導(dǎo)線舞動，可能會引發(fā)連續(xù)故障跳閘，嚴重時會引起倒桿斷線。導(dǎo)線舞動現(xiàn)象具有范圍廣、時間長、破壞嚴重等特性，一旦發(fā)生大面積舞動而造成線路頻繁跳閘甚至發(fā)生斷線事故，對社會的影響較大。因此，防止導(dǎo)線舞動已成為目前輸電線路急需解決的關(guān)鍵性問題之一?！娟P(guān)鍵詞】導(dǎo)線舞動；覆冰；原因；對策analysis on the causes of dancing of overhead transmission line and the counte

2、rmeasuresqin wen-xiang（yunnan silver tower power construction co.， ltd kunming yunnan 650000）【abstract】strong convective weather such as strong winds， freezing rain easily on the transmission line caused by a large area， long time， strong wire dancing， may lead to continuous fault trip， serious will

3、 cause the inverted bar broken. wire dancing phenomenon has a wide range， long time， serious damage and other characteristics， in the event of large-scale dancing caused by frequent tripping of lines or even disruptions， a greater impact on society. therefore， to prevent wire dancing has become the

4、urgent need to solve the current transmission line one of the key issues.【key words】wire dancing；ice；cause1. 故障特點及原因分析1.1 故障特點。隨著電力線路的不斷增多，造成線路的走向、地形、地勢等不可避免的位于一些特殊區(qū)域和微氣象條件下，從而也誘發(fā)了線路舞動次數(shù)的增加。舞動故障均是由于兩相導(dǎo)線或?qū)Ь€與地線間隙不足發(fā)生放電。由強對流天氣而引發(fā)的故障，具有以下特點：（1）線路的舞動是導(dǎo)線覆冰形成非圓截面后所產(chǎn)生的一種低頻、大振幅的自激振動。其振動頻率通常在0.1 hz-3 hz，振幅約為導(dǎo)

5、線直徑的5-300倍，舞動波形為一個半正弦波。因此舞動的形成取決于三方面的因素：即覆冰、風激勵和線路的結(jié)構(gòu)與參數(shù)；（2）導(dǎo)線覆冰后，在大風的作用下，容易發(fā)生導(dǎo)線舞動，但故障發(fā)生地點無明顯地形特殊性；（3）舞動故障時，兩相導(dǎo)線或?qū)Ь€與地線舞動頻率不相同；（4）檔距大的線路發(fā)生舞動的事例較多，高壓線路舞動較多；（5）故障線路，兩相導(dǎo)線或?qū)Ь€與地線存在明顯放電痕跡。1.2 導(dǎo)線覆冰及大風是導(dǎo)線舞動的主要原因。1.2.1 導(dǎo)線舞動是導(dǎo)線振動的一種，它不同于微風振動，而是一種低頻高幅振動，這種振動與架空線固有頻率諧振，產(chǎn)生振幅很大的振動，振蕩起來，勢如野馬奔騰，會造成嚴重的事故，因此舞動又稱奔馬型振動。

6、舞動的振幅很大，在大檔距中有的達十幾米，導(dǎo)線沿風偏后的平面內(nèi)做垂直方向運動。導(dǎo)線舞動時并不是一個正弦波沿導(dǎo)線傳播，而是在一個檔距內(nèi)有2個（或1個或多個，大多數(shù)是2個）點振幅最大，在不停的振動。1.2.2 導(dǎo)線舞動原因分析：（1）氣象條件：特定的氣象條件、高壓線路所在的地理環(huán)境、高壓線路自身的參數(shù)結(jié)合起來從而產(chǎn)生導(dǎo)線舞動，這些條件組合既簡單又復(fù)雜。一般情況下，發(fā)生導(dǎo)線舞動的氣象條件是：導(dǎo)線有覆冰、風力5級以上，風向與線路方向夾角大于45度。但是，目前尚沒有人能夠精確的說出哪些條件下必然發(fā)生舞動。比如：多數(shù)導(dǎo)線上有覆冰時舞動而有時導(dǎo)線上沒有覆冰也發(fā)生舞動；有時在同一檔距內(nèi)只有一相導(dǎo)線舞動，有時有兩

7、相導(dǎo)線舞動，也有時三相同時舞動。所以說，不同條件下發(fā)生導(dǎo)線舞動的情況來看，風、覆冰是引起導(dǎo)線舞動的必要條件，并且風與線路的夾角方向需要在45度以上，當溫度降至零下時，常伴有北（偏北）風。所以說，當有覆冰出現(xiàn)時，發(fā)生導(dǎo)線舞動的機率最大。（2）從力學角度分析導(dǎo)線舞動的原因。當導(dǎo)線上有覆冰時，由于覆冰的存在，這個力使導(dǎo)線有一個向下的作用力，并使導(dǎo)線向下運動，導(dǎo)線張力變大，并使導(dǎo)線有一個向上的反作用力，并使導(dǎo)線向上運動，并通過平衡點，此時，在導(dǎo)線的重力與風力的作用下，又向下運動，當這個頻率與導(dǎo)線的固有頻率成整數(shù)倍時，可以使風的能量不斷積累，導(dǎo)致導(dǎo)線振幅不斷增大，形成舞動。如果風與導(dǎo)線有一定夾角，那么可

8、以將風分解為垂直于導(dǎo)線和平行于導(dǎo)線兩個力，由于導(dǎo)線都有弧垂，在檔距的一半風吹導(dǎo)線的下表面，檔距的另一半風吹導(dǎo)線的上表面，同樣可以將風作用于導(dǎo)線的力分解成垂直于導(dǎo)線的力和平行于導(dǎo)線的力，那么垂直于導(dǎo)線的力便可以使導(dǎo)線向上或向下運動，此后，與上一小節(jié)說明的情況相同。此種解釋適用于當導(dǎo)線沒有覆冰時產(chǎn)生舞動的原因。如果導(dǎo)線上有覆冰，而且風向與導(dǎo)線即不平行也不垂直，而是有一定的夾角，那么上述兩種情況同時存在，所以發(fā)生導(dǎo)線舞動的機會就更大些。1.2.3 從以上分析中得出如下結(jié)論：導(dǎo)線舞動完全是一種機械運動，而與電場無關(guān)，其能量的來源是風，導(dǎo)線獲得的能量與消耗的能量相同時，就如同彈簧一樣，可以做往復(fù)運動，直

9、至風力減小。 1.3 舞動對輸電線路的影響。大風及凍雨作用下發(fā)生的舞動，導(dǎo)線、地線舞動頻率不同，形成波峰對波谷，凈空距離大幅度減少，加上大風引起塵土、雜質(zhì)上揚，空氣絕緣強度降低等多方面的原因相互作用造成上導(dǎo)線對地線發(fā)生放電，使得線路發(fā)生故障跳閘。導(dǎo)線舞動范圍廣、時間長，具有以下影響。（1）導(dǎo)線舞動會造成垂直排列的兩相導(dǎo)線在檔距內(nèi)相碰而跳閘、燒傷導(dǎo)線。由于導(dǎo)線的舞動幅度比較大，造成線間閃絡(luò)是最常見的故障。（2）導(dǎo)線舞動會造成金具和絕緣子損壞。由于導(dǎo)線舞動時，導(dǎo)線會沿著線路方向來回竄動，使懸垂絕緣子串順線路方向擺動，特別是采用的雙串絕緣子，容易引起碰撞，破裂。導(dǎo)線舞動同時也會引起金具之間磨擦較大，

10、因此磨損越嚴重，特別是架空地線線夾船體的凸軸尤為嚴重。500 kv線路導(dǎo)線舞動時，由于每相的四根子導(dǎo)線不同步，造成導(dǎo)線間隔棒損壞、防振錘滑移。（3）在500 kv輸電線路發(fā)生導(dǎo)線舞動時，由于四分裂導(dǎo)線成為一個整體進行舞動，所產(chǎn)生的縱向應(yīng)力非常大，對耐張桿塔強度起到了破壞作用，在桿塔附近可以聽到喀吱的響聲，橫擔左右擺動，塔身也相應(yīng)擺動。如果導(dǎo)線舞動時間繼續(xù)延長，很可能發(fā)生耐張塔倒塔或橫擔折斷的重大設(shè)備事故。2 制定對策2.1 加裝相間間隔棒。相間間隔棒的抗拉強度高，重量輕，并有一定柔韌性，抗撞擊性好，耐污閃電壓高，因此，相間間隔棒被越來越多地應(yīng)用在較低電壓等級線路防舞上，并取得了良好的效果。但這

11、種方法安裝不方便，不易于維護，僅適用于緊湊型線路。2.2 加裝線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒。不均勻覆冰是導(dǎo)致線路舞動的必要條件之一，如果能采取措施使導(dǎo)線不產(chǎn)生不均勻覆冰，或者降低導(dǎo)線不均勻覆冰產(chǎn)生的程度，那么對防治導(dǎo)線舞動無疑是十分有利的。2.3 加裝阻尼式防舞器。利用阻尼減振方法，通過增加橫向振動阻尼和扭轉(zhuǎn)振動阻尼實現(xiàn)防舞動功能的一種新型阻尼防舞裝置，它吸取了現(xiàn)有部分防舞裝置的優(yōu)點，利用一定的機械結(jié)構(gòu)將阻尼減振裝置和擺錘連接在間隔棒本體上。2.4 加大塔頭間隙。此對策使用在設(shè)計階段，這樣當導(dǎo)線發(fā)生舞動時，發(fā)生相間閃絡(luò)的機率就大大的降低了，不至于造成線路頻繁跳閘。這種方法只適用于新建線路，會使工程造價有所提高，而對正在運行的線路是不可取的。3. 今后工作重點輸電線路覆冰舞動，對系統(tǒng)安全運行帶來了嚴重的影響。一方面是屬于惡劣氣候的條件導(dǎo)致的自然災(zāi)害，難以預(yù)防和完全抵御。另一方面也反映出部分線路自身抵御惡劣氣候能力不足，在今后需要重點開展以下幾方面的工作。（1）進一步對輸電線路進行防舞動治理工作。增加垂直核載能夠一定程度上抑制舞動的發(fā)生，如加緊湊型線路加裝相間間隔棒、線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒、阻尼防舞器及雙擺防舞器等。（2）對線路舞動段桿塔進行檢查，并進行螺栓緊固。（3）不同防舞動措施運用到