輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)及其防范措施（3）

孫大校

摘要：在傳輸線導(dǎo)體的舞動(dòng)中，傳輸線可能振動(dòng)并造成損壞，使供電系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)供電或供電不充足，電力系統(tǒng)供電的可靠性會(huì)大大的降低。本文首先討論了傳輸線導(dǎo)體舞動(dòng)的機(jī)理和原因，以及相關(guān)的舞動(dòng)危害，最后提出了相應(yīng)的防控措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路; 導(dǎo)線舞動(dòng); 防范措施;

1 輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的概述及其危害

1.1 導(dǎo)線舞動(dòng)的內(nèi)涵

架空輸電線路在出現(xiàn)偏心結(jié)冰后，架空輸電線路會(huì)出現(xiàn)由于風(fēng)振引起的高振動(dòng)和低頻自激振動(dòng)現(xiàn)象。簡(jiǎn)單地說(shuō)，也就是當(dāng)風(fēng)吹到由于結(jié)冰而變成非圓形截面的導(dǎo)線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定量的空氣動(dòng)力，這將會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線產(chǎn)生一種低頻，繼而出現(xiàn)大幅度的自激振蕩的情況。由于它的形狀是上下飛舞的。像龍舞一樣，所以就叫做導(dǎo)線舞動(dòng)。在每年的早春和初冬季節(jié)，尤其是在容易掉落冷雨的一些地區(qū)，就非常容易產(chǎn)生嚴(yán)重影響電源、電力供應(yīng)的現(xiàn)象，即就是所謂的導(dǎo)線舞動(dòng)。

1.2 導(dǎo)線舞動(dòng)的機(jī)理

在輸電線路中，當(dāng)輸電線路受到橫向速度風(fēng)載荷的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng)，并且線路還將經(jīng)受空氣動(dòng)力學(xué)力矩便會(huì)產(chǎn)生巨大的扭曲。當(dāng)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的頻率與其垂直運(yùn)動(dòng)的頻率同步時(shí)，就會(huì)發(fā)生導(dǎo)線舞動(dòng)的情況。由于目前對(duì)于導(dǎo)線出現(xiàn)舞動(dòng)的機(jī)制尚不夠完全清楚，同時(shí)由于技術(shù)不夠先進(jìn)，所以針對(duì)預(yù)防導(dǎo)線舞動(dòng)的措施尚未完成。然而，從導(dǎo)線舞動(dòng)的重復(fù)性上可以看出，輸電線路的舞動(dòng)主要是基于一定的周期進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的。電線的扭動(dòng)操作是產(chǎn)生舞動(dòng)的主要原因。當(dāng)大振幅線出現(xiàn)舞動(dòng)時(shí)，它將在同一周期內(nèi)形成扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。對(duì)于導(dǎo)線本身吸收的能量，絕緣體，端子和其他金具吸收的能量的比例非常小，并且容易發(fā)生舞動(dòng)的情況。導(dǎo)線的張力越大，其本身吸收的能量也就越少，因而也就越有利于舞動(dòng)情況的形成與發(fā)展。

1.3 導(dǎo)線舞動(dòng)的危害

（1）機(jī)械損傷： （1）出現(xiàn)螺栓松動(dòng)甚至脫落的情況：輸電線路出現(xiàn)舞動(dòng)的情況導(dǎo)致耐張塔的主材接點(diǎn)以及橫擔(dān)緊固螺栓松扣、磨損甚至剪斷，因而也就嚴(yán)重地影響到鐵塔的受力情況。 （2）導(dǎo)致金具、絕緣子、跳線出現(xiàn)不同程度的損壞：因?yàn)閷?dǎo)線舞動(dòng)出現(xiàn)的力學(xué)作用，繼而也就導(dǎo)致已有的內(nèi)部絕緣損壞或機(jī)械損傷的絕緣子鋼腳破裂，從而也就導(dǎo)致出現(xiàn)掉線停電的狀況。 （3）導(dǎo)線斷股、斷線：舞動(dòng)產(chǎn)生的導(dǎo)線交變應(yīng)力造成導(dǎo)線損傷或?qū)Ь€金具磨損，導(dǎo)線斷線。

（2）電氣故障： （1）出現(xiàn)相間跳閘以及閃絡(luò)的情況：導(dǎo)線舞動(dòng)會(huì)造成導(dǎo)線的間隙變小，繼而也就引起相間短路的問(wèn)題發(fā)生。在電力系統(tǒng)中，特別是66kV輸電線路出現(xiàn)導(dǎo)線舞動(dòng)所產(chǎn)生的最大危害就是相間短路跳閘，并且容易造成導(dǎo)線嚴(yán)重?zé)齻?（2）出現(xiàn)相地跳閘的情況：導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)也會(huì)造成導(dǎo)線和地線的間隙出現(xiàn)減小的情況，最終也就引起相地短路的危害發(fā)生。

2 防范輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的重要意義

輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)在我國(guó)是最為常見(jiàn)的現(xiàn)象之一，舞動(dòng)問(wèn)題會(huì)涉及到所有的電壓等級(jí)輸電線路。在中國(guó)，由于每年的冬季和早春季節(jié)，從北方的黑龍江到南方的湖南都有一條悠久的導(dǎo)線舞動(dòng)帶。從西北的干冷空氣和從東南的暖濕氣流，會(huì)出現(xiàn)相遇。這些區(qū)域很容易形成凍雨或霧區(qū)，從而出現(xiàn)導(dǎo)體結(jié)冰的情況，并且由于強(qiáng)大的風(fēng)力，由于滿足舞蹈基本要素的特殊氣象因素，該帶區(qū)域的傳輸線在冬季會(huì)被誘導(dǎo)舞動(dòng)。其中，遼寧省，湖北省和河南省是中國(guó)傳統(tǒng)的強(qiáng)勢(shì)舞動(dòng)區(qū)。

近年來(lái)，隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，以及受極端氣象條件頻發(fā)的影響，我國(guó)架空輸電線路舞動(dòng)事故發(fā)生的頻率和強(qiáng)度都明顯增加，尤其是2000年后，幾乎每年都發(fā)生較嚴(yán)重的舞動(dòng)事故，造成了嚴(yán)重的損失。近些年來(lái)輸電線路大面積覆冰舞動(dòng)現(xiàn)象，造成多條不同電壓等級(jí)線路發(fā)生機(jī)械和電氣故障，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大威脅，其中山西、浙江、湖南、河北、山東、陜西、安徽、江蘇等省都是首次出現(xiàn)大規(guī)模的舞動(dòng)現(xiàn)象。

3 輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的成因分析

3.1 線路走向

判斷主風(fēng)向與冬季雨雪天氣的路線方向之間的關(guān)系，角度為45°～90°，有利于舞動(dòng)激發(fā)。如果在舞動(dòng)區(qū)域中有一條線，則垂直于線軸的風(fēng)向的數(shù)十個(gè)齒輪已經(jīng)發(fā)生舞動(dòng)，并且與其連接并且不再垂直于風(fēng)向的線沒(méi)有出現(xiàn)舞動(dòng)。在這里，其他氣象條件基本上與線路是相同的，并且線路的走向也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生著決定性的作用。

3.2 地形與地勢(shì)

出現(xiàn)導(dǎo)線舞動(dòng)大多數(shù)情況都發(fā)生在平原等開(kāi)闊地帶。由于受到地形和地勢(shì)等的影響，不規(guī)則的氣流將在一定程度上抵消彼此的空氣動(dòng)力載荷，并且氣流在同一方向上引起的氣動(dòng)載荷將會(huì)出現(xiàn)互疊增加的情況。

3.3 氣象條件

冰雹、刮風(fēng)、氣溫變化、濕度情況、日照問(wèn)題、降水多少等各種氣象參數(shù)都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。

4 防范輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的措施

4.1 加強(qiáng)對(duì)輸電線路的例行排查

（1）注重日常的巡視工作。線路運(yùn)檢單位和地區(qū)供電單位應(yīng)結(jié)合線路的具體特點(diǎn)，同時(shí)還要注意地理特征以及季節(jié)變化的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況制定日常巡查計(jì)劃，系統(tǒng)確定電線桿塔的運(yùn)行情況。必須要明確管轄范圍內(nèi)的線路和周?chē)牡乩項(xiàng)l件的現(xiàn)實(shí)情況。重點(diǎn)對(duì)傳輸線路易舞動(dòng)部分和線路防跳裝置安裝情況，根據(jù)調(diào)查結(jié)果建立反舞動(dòng)檔案。

（2）特殊巡視。當(dāng)線路出現(xiàn)舞動(dòng)情況時(shí)，必須要立即啟動(dòng)有效的應(yīng)急預(yù)案，爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)可以抵達(dá)到故障現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意收集資料，具體需要的資料主要有如下幾點(diǎn)：氣象資料：現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度等;導(dǎo)線覆冰厚度、形狀和臨近桿塔地面附屬物覆冰類(lèi)型以及厚度;線路結(jié)構(gòu)參數(shù)，可見(jiàn)光照片;舞動(dòng)過(guò)程的錄像：要求錄像資料畫(huà)面盡可能的穩(wěn)定并持續(xù)一定時(shí)間段、覆冰照片清晰。

4.2 采取有效的專(zhuān)項(xiàng)排查措施

（1）螺栓排查。桿塔螺栓必須要在其投如運(yùn)行之后一年以及舞動(dòng)情況出現(xiàn)后展開(kāi)防松排查措施。需要針對(duì)輸電桿塔防松排查、防舞動(dòng)治理的螺栓加固措施的各類(lèi)工程的驗(yàn)收原則為：其一，對(duì)導(dǎo)線掛點(diǎn)處、橫擔(dān)與塔身連接部位的緊固件采取逐個(gè)驗(yàn)收的方式。其二，對(duì)采取“下橫擔(dān)以上部位進(jìn)行防松加固”的桿塔，在遵循第一條驗(yàn)收原則的基礎(chǔ)上，對(duì)塔頭、橫擔(dān)、下橫擔(dān)附件采取防松措施的緊固件聯(lián)接點(diǎn)，進(jìn)行抽樣驗(yàn)收，每個(gè)部位的抽樣個(gè)體或點(diǎn)數(shù)不少于10個(gè)。

（2）相間間隔棒的排查： （1）相間間隔棒配套金具外觀檢查，檢查金具是否完好，金具外觀是否存在銹蝕、磨損等現(xiàn)象;防松銷(xiāo)、墊片等配件是否完好;檢查相間間隔棒配套金具所有螺栓是否具有防松措施：銷(xiāo)釘?shù)陌惭b正確與否，螺栓有沒(méi)有擰緊。 （2）相間間隔棒線夾與導(dǎo)線連接處檢查，檢查導(dǎo)線是否存在磨損、斷股等現(xiàn)象;該檔內(nèi)防振錘有無(wú)滑移、掉抓等現(xiàn)象。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，分析導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)線路舞動(dòng)的成因相對(duì)比較復(fù)雜，結(jié)合當(dāng)下國(guó)內(nèi)外針對(duì)輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)故障的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)研究，得出結(jié)論，導(dǎo)致出現(xiàn)舞動(dòng)情況的最主要原因就是在于當(dāng)?shù)氐谋L(fēng)氣象條件、地形地勢(shì)等與線路走向及其結(jié)構(gòu)參數(shù)的耦合程度;為進(jìn)一步確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，面對(duì)前山谷風(fēng)口的輸電線路采取防覆冰、防舞動(dòng)的技術(shù)措施是必要的，對(duì)滿足前述條件且與高速公路、鐵路、其它高壓輸電線路的重要交跨段尤應(yīng)如此。線路舞動(dòng)的形成發(fā)展因素中含有如冰、風(fēng)、氣溫、降水、地形等以及線路本身等諸多隨機(jī)因素，因此線路舞動(dòng)是一隨機(jī)事件，其形成發(fā)展的機(jī)理并未完全清楚，尚有待進(jìn)一步研究。

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