輸電架空線路的舞動(dòng)原因及防舞技術(shù)措施

湯志成

國(guó)網(wǎng)福建省建甌供電有限公司 福建建甌 353100

輸電架空線路的舞動(dòng)原因及防舞技術(shù)措施

湯志成

國(guó)網(wǎng)福建省建甌供電有限公司 福建建甌 353100

在我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中，輸電架空線路的舞動(dòng)嚴(yán)重影響了我國(guó)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。架空電線的舞動(dòng)具有一定的區(qū)域性，通過(guò)相關(guān)的觀察發(fā)展，近年來(lái)，我國(guó)輸電架空線路舞動(dòng)越來(lái)越頻繁，造成了嚴(yán)重的影響。本文主要通過(guò)對(duì)輸電架空線路舞動(dòng)的原因進(jìn)行分析，主要?dú)夂驐l件等方面進(jìn)行分析，并其提出了有效的防治措施，希望能夠促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展。保證電力供應(yīng)的不間斷。

架空輸電線路；導(dǎo)線舞動(dòng)；原因分析；防治措施

在我國(guó)電力發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于輸電架空線路舞動(dòng)的記載是從20世紀(jì)中葉開(kāi)始的。主要是受到地形以及其后條件的影響。在導(dǎo)線舞動(dòng)出現(xiàn)時(shí)，所有的架空線都進(jìn)行較大幅度的波浪式震動(dòng)，由于震動(dòng)的幅度大時(shí)間長(zhǎng)，容易造成停電、電線斷裂等情況，還造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。架空線路舞動(dòng)是世界性的難題，具有一定的復(fù)雜性，主要表現(xiàn)在：導(dǎo)線以及氣流的作用就會(huì)造成一定的耦合、導(dǎo)向擺動(dòng)幅度較大說(shuō)形成的幾何非線性等。隨著相關(guān)部門對(duì)于架空線路舞動(dòng)研究，已經(jīng)取得了良好的效果。

一、輸電架空線路舞動(dòng)原因的研究分析

1.氣候條件的影響

[1]一般來(lái)說(shuō)，在寒冷的覆冰的天氣中，大風(fēng)以及頻繁的風(fēng)向變動(dòng)是架空線路發(fā)生舞動(dòng)的主要成因。例如：在寒冷的天氣中，覆冰能夠使線路變得僵硬，容易形成不同的形狀，如果風(fēng)力較大，相關(guān)的空氣動(dòng)力也在不斷的變化中，就會(huì)造成線路上下的力不平衡，從而出現(xiàn)舞動(dòng)。另外，持續(xù)的強(qiáng)風(fēng)能夠?qū)芸蛰旊娋€路造成嚴(yán)重的破壞，例如：導(dǎo)致相關(guān)的線路燒斷線、掉落等，會(huì)造成大范圍的停電狀況，同時(shí)，也對(duì)于線路的安全造成一定的影響。通常來(lái)說(shuō)，在一些開(kāi)闊的平原地帶不容易出現(xiàn)架空線路的舞動(dòng)，主要是由于平原地區(qū)所形成的層流風(fēng)對(duì)架空線路的破壞較小，然而，在一些山區(qū)以及居民區(qū)發(fā)生架空線舞動(dòng)的幾率較高，在這些地區(qū)，地面的物體較多，線路一般都架設(shè)在較高的地方，風(fēng)力對(duì)于地面的作用力較小，同時(shí)還具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō)，天氣較冷就會(huì)引起冷暖氣流的交替，會(huì)形成強(qiáng)風(fēng)，容易形成架空線的舞動(dòng)。

2.產(chǎn)生的機(jī)理

通過(guò)相關(guān)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，線路產(chǎn)生舞動(dòng)的機(jī)理主要有一下幾點(diǎn)：（1）扭轉(zhuǎn)舞動(dòng)機(jī)理

所謂的扭轉(zhuǎn)舞動(dòng)機(jī)理是架空線路在運(yùn)動(dòng)中，除了上下舞動(dòng)之外，還會(huì)進(jìn)行扭動(dòng)，如果，橫向垂直的震動(dòng)所形成的頻率架空線路本身的扭轉(zhuǎn)頻率相同時(shí)，就會(huì)形成舞動(dòng)。

（2）垂直舞動(dòng)機(jī)理架空線路容易產(chǎn)生偏心，在線路上的垂直作用力大于架空線的氣動(dòng)阻力時(shí)，也容易形成舞動(dòng)現(xiàn)象。

（3）動(dòng)力穩(wěn)定性機(jī)理

在輸電架空線路發(fā)生舞動(dòng)的時(shí)候，它本身具有一定的不穩(wěn)定性，一些較小幅度的震動(dòng)或者一些不穩(wěn)定的震動(dòng)都可能引發(fā)大幅度的線路舞動(dòng)現(xiàn)象。

（4）低阻尼系統(tǒng)共振機(jī)理在電力系統(tǒng)供電中，相關(guān)的輸電線路在架空線低阻力條件下，會(huì)產(chǎn)生由于風(fēng)力說(shuō)應(yīng)答的共振，這就是說(shuō)的舞動(dòng)。這種理論主要是架空線路兩邊的懸點(diǎn)，都看作是靜止的；在風(fēng)力作用下，輸電線路的各個(gè)單元都會(huì)產(chǎn)生不同程度的振幅，如果此時(shí)多股絞線的結(jié)構(gòu)阻尼降低，就會(huì)引發(fā)系統(tǒng)的供著的共振，所以，風(fēng)是架空線路產(chǎn)生舞動(dòng)的根本原因。

二、架空輸電線路舞動(dòng)的防治措施

1.積極的進(jìn)行架空線路的自身的安全檢查

一般來(lái)說(shuō)，在架空線路的制作時(shí)，應(yīng)該積極采用新型的材料才能不斷提高線路的電氣以及機(jī)械強(qiáng)度來(lái)減少線路的舞動(dòng)，這樣才能保證線路舞動(dòng)的所造成的影響。[2]另外，相關(guān)的工作人員架空線路的制定時(shí)，應(yīng)該保證其合理性，應(yīng)該盡量選擇一些地勢(shì)平坦的地形，盡可能的避免覆冰多發(fā)地區(qū)；同時(shí)，還應(yīng)該積極的加強(qiáng)地線和導(dǎo)線之間具有足夠的電氣間隔，保證線路在發(fā)生舞動(dòng)的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

2.加強(qiáng)融冰措施的應(yīng)用

[3]在架空線路運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該積極的對(duì)覆冰地區(qū)進(jìn)行除冰，保證線路的原狀，例如：相關(guān)人員可以利用焦耳效應(yīng)以及高頻高壓等方式，促使相關(guān)的介質(zhì)發(fā)熱，能夠達(dá)到融冰的作用。另外，相關(guān)工作人員還可以采用引流的方式，減少由于舞動(dòng)所造成的串線；同時(shí)，相關(guān)工作人員也可以在輸電線路設(shè)計(jì)硬引流線，這樣減少流線舞動(dòng)的發(fā)生。

3.積極加強(qiáng)相關(guān)的線路抗舞措施

所謂的抗舞措施只是的是不改變舞動(dòng)發(fā)生的外部因素，通過(guò)改變線路的電氣以及機(jī)械強(qiáng)度來(lái)抵抗線路的舞動(dòng)，保證輸電線路的安全運(yùn)行。通常來(lái)說(shuō)，都是通過(guò)提高線路的機(jī)械強(qiáng)度來(lái)提高線路的抗舞動(dòng)性，例如：可以通過(guò)提高桿塔自身以及橫擔(dān)的強(qiáng)度來(lái)增強(qiáng)舞動(dòng)的荷載，從而能夠有效的防止舞動(dòng)的產(chǎn)生。

4.抑舞措施

所謂的抑舞措施指的是在舞動(dòng)較為嚴(yán)重的線路安裝防舞裝置，已到達(dá)破壞舞動(dòng)形成的條件，能夠有效的抑制舞動(dòng)的幅度，從而有效的減少舞動(dòng)所帶來(lái)的危害，保證相關(guān)的線路的安全運(yùn)行。通常來(lái)說(shuō)，抑舞措施能夠分為以下幾種：

（1）積極改變空氣動(dòng)力的特征

這種抑舞措施主要是通過(guò)改變空氣動(dòng)力的特性，破壞舞動(dòng)形成的條件。這種抑舞措施能夠分為兩種，第一種：纏繞相關(guān)的繞流線，這種方式主要通過(guò)利用某種特殊材料所制成繞流線對(duì)線路進(jìn)行纏繞，能夠有效的打亂沿線路的氣流，從而能夠有效的減少空氣升力系數(shù)，達(dá)到破壞舞動(dòng)的條件。第二種：安裝空氣動(dòng)力阻尼器。在架空線路不同的位置安裝空氣動(dòng)力阻尼器，使得線路受到風(fēng)力作用時(shí)的阻力垂直重量大于上升的重量，能夠有效的抑制舞動(dòng)的發(fā)生。

（2）積極改變相關(guān)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

這種抑舞措施主要利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的原理，通過(guò)對(duì)舞動(dòng)的系統(tǒng)本身所具有的扭轉(zhuǎn)或者橫向震動(dòng)的頻率，從而達(dá)到有效抑舞動(dòng)的效果。就目前來(lái)看，國(guó)外常采用的抑舞動(dòng)的主要方式有：

第一種：安裝相關(guān)的扭轉(zhuǎn)阻尼器、失諧擺、抑扭環(huán)等。它主要是通過(guò)對(duì)向相關(guān)線路的扭震本身具有的頻率進(jìn)行改變，使其出現(xiàn)不協(xié)和現(xiàn)象。從而達(dá)到抑橫向舞的目的。第二種：安裝壓重防舞裝置。這種防舞裝裝置主要是通過(guò)對(duì)垂直舞動(dòng)原理進(jìn)行改變，在相關(guān)的線路上增加一定的重量。保證線路局部地方具有一定的穩(wěn)定性，能力有效的為降低舞動(dòng)的幅度。第三種，安裝相間間隔棒。相間間隔棒主要是通過(guò)改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式來(lái)達(dá)到抑舞動(dòng)的效果，還能有效的防止分跳串線的發(fā)生。

（3）其他的抑舞措施

第一種：在架空線路的桿塔兩端安裝能夠吸收和消耗舞動(dòng)所產(chǎn)生的能量的阻尼器，能夠有效的抑制舞動(dòng)的產(chǎn)生。

第二種：安裝雙擺防舞器。這種方式的工作原理是通過(guò)增強(qiáng)線路的穩(wěn)定性來(lái)實(shí)現(xiàn)舞動(dòng)防止。它和相關(guān)的防舞機(jī)理沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。

三、總結(jié)

綜上所述，輸電架空線舞動(dòng)對(duì)于我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展具有重要影響，積極采取有效措施不僅能夠促進(jìn)電力企業(yè)的發(fā)展還能保證電力的正常供應(yīng)。在我國(guó)架空線路舞動(dòng)研究過(guò)程中，雖然取得良好的成果，但是由于舞動(dòng)具有很強(qiáng)的非線性問(wèn)題，并且影響因素很多，因此，還應(yīng)該不斷的加強(qiáng)防舞技術(shù)的研究，促進(jìn)我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展。

[1]劉華.架空輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)及防治技術(shù)分析[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2011，(S1)：203-204.