高壓輸電線路的舞動控制策略

吳 杰

云南恒安電力工程有限公司，云南昆明 650011

本文主要針對高壓輸電線路出現(xiàn)的舞動的一種現(xiàn)象進行分析，從其成因入手進行分析，介紹幾種防治輸電線路出現(xiàn)舞動現(xiàn)象的措施。

1 舞動形成的原因

1.1 導(dǎo)線覆冰

1）根據(jù)實際經(jīng)驗，覆有冰雪的導(dǎo)線更容易發(fā)生舞動。由于凍雨在風(fēng)與自重的作用下滴落到溫度為零度以下的導(dǎo)線上，凍結(jié)成冰凌，依附在導(dǎo)線表面，不斷積累，形成覆冰，導(dǎo)線覆冰舞動多發(fā)生在覆冰雪的導(dǎo)線上，覆冰厚度一般為2.5mm～48.0mm，導(dǎo)線無法承壓，在重力的影響下，形成非圓形界面，在風(fēng)的作用下產(chǎn)生振動，并且和鐵塔形成線塔藕聯(lián)體系，舞動效應(yīng)被放大；

2）較大的空氣濕度。合適的溫度，一般為-5℃～0℃，溫度過高或過低均不易導(dǎo)致覆冰，空氣中水滴運動的速度一般大于1 m/s；在雨夾雪的天氣或者凍雨天氣下容易使導(dǎo)線覆冰；合適的濕度也容易造成導(dǎo)線覆冰，一般濕度在90%～95%，干雪不易凝結(jié)在導(dǎo)線上，而凍雨、雨淞、或雨夾雪是導(dǎo)線覆冰的氣候條件。

1.2 風(fēng)的激勵

對于導(dǎo)線來說，風(fēng)的作用更容易造成舞動，在約為4m/s～20m/s風(fēng)速的穩(wěn)定作用下會引起舞動，導(dǎo)線和主導(dǎo)風(fēng)向的夾角，大于45°時，導(dǎo)線易產(chǎn)生舞動，隨著夾角的增大，舞動發(fā)生概率愈高。由于風(fēng)的相互作用與凍雨自重，覆冰在迎風(fēng)向?qū)Ь€斜上表面形成。尤其在山谷風(fēng)口、開闊的沒有遮蔽物的地帶，更容易形成風(fēng)，從而導(dǎo)致導(dǎo)線的舞動，造成事故。

1.3 線路設(shè)計結(jié)構(gòu)與參數(shù)

線路設(shè)計結(jié)構(gòu)與參數(shù)的不合理容易引起線路的舞動。經(jīng)實發(fā)現(xiàn)，相對于單導(dǎo)線，分列式導(dǎo)線較容易發(fā)生舞動，單導(dǎo)線的扭矩小，覆冰時，在偏心力的作用下發(fā)生較大的扭轉(zhuǎn)。

2 如何防止導(dǎo)線舞動

2.1 輸電線路采用雙絞線導(dǎo)線

雙絞線導(dǎo)線可以提高導(dǎo)線的輸電能力，其阻尼特性能夠消除導(dǎo)線上的覆冰狀態(tài)，而雙絞線導(dǎo)線覆冰時，在間隔棒的相互作用下，相對扭矩很大，而覆冰導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)很小，導(dǎo)線覆冰的不對稱性無法防止，導(dǎo)線覆冰很容易形成斷面，從而防止導(dǎo)線的舞動。

2.2 定期查看導(dǎo)線舞動的記錄

注重實踐，詳細記錄導(dǎo)線舞動的規(guī)律，定期檢查分析，根據(jù)可靠的檢測數(shù)據(jù)，分析容易發(fā)生導(dǎo)線舞動的區(qū)域，作為今后研究導(dǎo)線舞動的重要資料，并及時制定短期的預(yù)防措施，做到有據(jù)可查。

2.3 防止舞動區(qū)域線路直線桿塔的導(dǎo)線舞動

一是導(dǎo)線上的覆冰清理，從而改變導(dǎo)線的受力，使導(dǎo)線受力減少或者均勻，從而防止舞動，減少損害；二是加大導(dǎo)線間的距離，從而減少受力，導(dǎo)線間的距離包括水平偏移和垂直距離，如敷設(shè)導(dǎo)線時需要對鐵搭之間以及導(dǎo)線之間的線路間距做詳實的評估和測算；三是通過改變氣流的影響，從而改變導(dǎo)線的覆冰，改變導(dǎo)線的受力。

2.4 防止混線的現(xiàn)象

導(dǎo)線覆冰，導(dǎo)線之間受力不均勻，互相扯拉，加上風(fēng)力的影響，導(dǎo)線之間容易發(fā)生混線現(xiàn)象。為了有效控制混線，一般在線路上加裝復(fù)合絕緣相間間隔棒，合理的調(diào)整導(dǎo)線松弛度也可以防止舞動。

2.5 需要不斷加強鐵塔強度

導(dǎo)線舞動時的整個過程中，能量將依次轉(zhuǎn)移向鐵塔和塔基，塔基在建設(shè)時的一些緊固部件受到?jīng)_擊。所以鐵塔所受到的緊固力最大，由于緊固件長時間的受力，容易發(fā)生應(yīng)力疲勞，從而產(chǎn)生松動。對于導(dǎo)線舞動易發(fā)區(qū)域，加大檢查的力度，加強鐵塔的強度，把舞動產(chǎn)生的能量經(jīng)塔身轉(zhuǎn)移到地面而消耗。

3 我國高壓輸電線路的舞動研究成果

在20 世紀80 年代，我國開始了大規(guī)模的進行線路舞動的研究和治理，尤其在2008年南方電網(wǎng)受到凍雨的危害，主要的一些研究機構(gòu)包括電科院、電力電網(wǎng)公司以及電力學(xué)院，近幾年來也取得了大量的研究成果，獲得了大量的實踐經(jīng)驗。尤其是特高壓示范工程逐漸建立和投入運行，很多相關(guān)方面的研究工作能夠為特高壓線路工程的安全穩(wěn)定提供保障作用。

風(fēng)的作用、線路參數(shù)與結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線覆冰的改變，這是導(dǎo)致線路舞動的三要素：分別需要采取措施：1）從氣象條件著手，在電網(wǎng)線路設(shè)計時，避免容易引起舞動的覆冰區(qū)域；2）在輸電線路導(dǎo)線的選材上，盡量選擇電氣強度和機械性能良好的導(dǎo)線，防止舞動對線路的損壞；3）改變輸電線路系統(tǒng)的參數(shù)，抑制舞動發(fā)生，就必須采取各種防舞措施。

防舞技術(shù)上要進一步提升。實現(xiàn)良好的防舞動效果，一定要從電網(wǎng)導(dǎo)線技術(shù)上實現(xiàn)突破，當(dāng)前我國常用防舞裝置有很多種類型，如相間間隔棒、雙擺防舞器、阻尼防舞器、失諧棒防舞鞭、偏心重錘、抗流器等等。

4 結(jié)論

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，我國高壓輸電線路舞動情況也日益復(fù)雜，電網(wǎng)技術(shù)不斷高科技化，輸電線舞動成為值得關(guān)注的問題。對于線路舞動的防止與研究，無論是理論還是實踐都取得了迅速的發(fā)展，采取了很多的防舞措施，生產(chǎn)出各種類型的防舞裝置，線路舞動防治工作有了進一步的進展和提高。在電網(wǎng)的實際應(yīng)用中，線路導(dǎo)線質(zhì)量提高技術(shù)還是不夠詳實和細致，經(jīng)濟性以及可操作性較差，也缺乏實踐的經(jīng)驗。導(dǎo)線舞動給電網(wǎng)造成很大的損害，尤其是舞動時間過長會導(dǎo)致絕緣子、鐵塔、導(dǎo)線受到不平衡力的沖擊而導(dǎo)致桿塔疲勞，導(dǎo)線相間不平衡，易發(fā)生閃爆，電網(wǎng)的安全運行受到威脅。

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