雙擺防舞器防舞性能評(píng)價(jià)

陳釗　謝凱　任鵬亮　宋高麗

摘 要：雙擺防舞器是常用的防治導(dǎo)線舞動(dòng)的裝置之一。本文介紹了雙擺防舞器的防舞機(jī)理及布置原則，同時(shí)基于真型輸電線路，對(duì)雙擺防舞器的防舞性能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，以期為雙擺防舞器的有效應(yīng)用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：輸電線路;舞動(dòng);雙擺防舞器

中圖分類號(hào)：TM752文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）13-0127-03

Double-swinging Protector Anti-galloping Performance Evaluation

CHEN Zhao1.2 XIE Kai1 REN PengLiang1.2 SONG GaoLi1.2

（1.State Grid Key Laboratory of Power Overhead Transmission Line Galloping Prevention Technique， State Grid Henan Electric Power Research Institute，Zhengzhou Henan 450052;

2.Henan Jiuyu Epri Electric Technology Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450052）

Abstract： Double-swinging Protector is one of the commonly used devices to prevent conductor galloping. This paper introduced the anti-galloping mechanism and layout principle of the Double-swinging Protector， and made a quantitative evaluation of the anti-galloping performance of the Double-swinging Protector based on real transmission line， in order to provide reference for the effective application of the double swing anti dancing device..

Keywords： transmission line;galloping;double-swinging protector

舞動(dòng)是指導(dǎo)線在一定自然條件下，覆冰形成非對(duì)稱圓截面，在風(fēng)的作用下產(chǎn)生一種低頻、大振幅的自激振動(dòng)[1]。2000年后，我國(guó)輸電線路幾乎每年都會(huì)發(fā)生較嚴(yán)重的舞動(dòng)事故。由于舞動(dòng)的幅度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，輕則引起相間閃絡(luò)，損壞地線、導(dǎo)線、金具等部件，重則導(dǎo)致線路跳閘停電、斷線倒塔等嚴(yán)重事故[2]。

為了防治輸電線路舞動(dòng)，國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者提出了多種避舞、抗舞和抑舞的措施，在具體的防舞裝置方面，設(shè)計(jì)和提出了擾流線、空氣動(dòng)力阻尼器、失諧擺、間隔棒和雙擺防舞器等裝置。目前，相間間隔棒和雙擺防舞器是最常用的防治導(dǎo)線舞動(dòng)的裝置[3]。

雙擺防舞器是一種基于常規(guī)子間隔棒的防舞裝置。該裝置在常規(guī)間隔棒基礎(chǔ)上安裝了雙擺錘結(jié)構(gòu)，用于提升分裂導(dǎo)線動(dòng)力穩(wěn)定性，降低舞動(dòng)發(fā)生的可能性。本文將介紹雙擺防舞器的防舞機(jī)理及其布置原則，同時(shí)基于真型輸電線路，對(duì)雙擺防舞器的防舞性能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

1 雙擺防舞器的防舞機(jī)理及其布置原則

雙擺防舞器是中國(guó)電建院在失諧擺防舞應(yīng)用的基礎(chǔ)上，基于動(dòng)力穩(wěn)定性機(jī)理所設(shè)計(jì)的一種防舞裝置，主要應(yīng)用于抑制分裂導(dǎo)線舞動(dòng)。雙擺防舞器由子間隔棒、連接件以及擺錘等部分組成，如圖1所示。

動(dòng)力穩(wěn)定性機(jī)理把舞動(dòng)看作為一種動(dòng)力不穩(wěn)定現(xiàn)象，認(rèn)為只有不穩(wěn)定振動(dòng)才有可能產(chǎn)生像舞動(dòng)這樣大的振幅?；诜€(wěn)定性舞動(dòng)機(jī)理產(chǎn)生的穩(wěn)定性防舞機(jī)理，其指導(dǎo)思想是提高導(dǎo)線系統(tǒng)的動(dòng)力穩(wěn)定性，即通過(guò)采取適當(dāng)?shù)拇胧┌言瓉?lái)不穩(wěn)定的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的系統(tǒng)，從而達(dá)到防舞的目的。另外，鑒于舞動(dòng)主要發(fā)生在分裂導(dǎo)線上，而且舞動(dòng)的水平運(yùn)動(dòng)分量也較為明顯，因此在研究線路舞動(dòng)防治措施時(shí)，也需要同時(shí)考慮導(dǎo)線舞動(dòng)時(shí)水平運(yùn)動(dòng)分量的抑制。

由于雙擺防舞器旨在提高系統(tǒng)的動(dòng)力穩(wěn)定性，同時(shí)抑制導(dǎo)線舞動(dòng)時(shí)的水平和垂直運(yùn)動(dòng)分量，因此雙擺防舞器的主要重量集中在下方的重錘上。通過(guò)增加導(dǎo)線垂直方向上等效質(zhì)量來(lái)增加系統(tǒng)阻尼，使平衡的雙擺結(jié)構(gòu)增加導(dǎo)線水平和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)阻尼和結(jié)構(gòu)慣性，從而整體上提升系統(tǒng)的穩(wěn)定度，降低舞動(dòng)發(fā)生的概率。

在將雙擺防舞器應(yīng)用于實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，首先需要考慮雙擺防舞器的擺長(zhǎng)、擺角以及重錘質(zhì)量等關(guān)鍵參數(shù)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合導(dǎo)線實(shí)際情況來(lái)確定雙擺防舞器的數(shù)量以及沿檔距布置方案。通常情況下，雙擺防舞器的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)主要考慮實(shí)際應(yīng)用線路的導(dǎo)線布置方式及分裂導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)形式等。不同電壓等級(jí)、不同分裂數(shù)導(dǎo)線的雙擺防舞器其結(jié)構(gòu)參數(shù)也不盡相同。

對(duì)于雙擺防舞器沿整檔線路的布置方案，往往要結(jié)合檔距的長(zhǎng)度、導(dǎo)線型號(hào)及可能的舞動(dòng)形態(tài)等，按照“控制總體質(zhì)量、分散和集中布置相結(jié)合”的原則進(jìn)行防舞方案設(shè)計(jì)。

2 雙擺防舞器的防舞性能定量評(píng)價(jià)

為了對(duì)雙擺防舞器的防舞性能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，將其應(yīng)用在河南省和國(guó)家電網(wǎng)公司雙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室-輸電線路舞動(dòng)防治技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的真型輸電線路上，利用多種監(jiān)測(cè)手段，對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)。

2.1 輸電線路舞動(dòng)防治技術(shù)實(shí)驗(yàn)室真型試驗(yàn)線路

輸電線路舞動(dòng)防治技術(shù)真型試驗(yàn)線路由原牡鄭線尖山段線路改造而成，可以自然地模擬真實(shí)線路進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究。真型試驗(yàn)線路全長(zhǎng)3 717 m，共10基9檔，檔距在157～657 m。其中，#1—#3桿塔之間組成綜合試驗(yàn)線路耐張段，#3—#6為緊湊型試驗(yàn)線路段、#6—#10為覆冰試驗(yàn)研究線路段。