66kV輸電線路舞動原因分析及防治措施

趙銳

摘 要：電力系統(tǒng)的可靠供電是保障油電生產(chǎn)、生活正常運行的關(guān)鍵，線路的安全平穩(wěn)運行是可靠供電的前提條件。在線路的日常運行中，導線舞動是最常見的問題，長距離輸電線路在運行的過程中，如果發(fā)生導線舞動的話，很可能會導致大面積停電之類的問題。

關(guān)鍵詞：輸電線路;導線舞動;問題與策略

1、前言

輸電線路運行過程中，在風載荷的作用下產(chǎn)生振動，進而就可能會產(chǎn)生導線舞動的問題，這樣對于輸電線路有著很大的危害，針對此文章分析了66kV輸電線路舞動的原因和防治策略。

2、線路舞動問題

近十年來，輸電線路發(fā)生導線舞動的情況明顯增多，一旦因大面積舞動導致線路頻繁跳閘甚至斷線倒塔事故，會造成大面積的停電，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。因此，防止導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。導線舞動是導線振動的一種，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，振幅很大，在大檔距中有的達十幾米，導線沿風偏后的平面內(nèi)做垂直方向運動。導線舞動時并不是1個正弦波沿導線傳播，而是在1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，不停地振動，導線的舞動幅度比較大，造成線路閃絡(luò)是最常見的故障。由于導線舞動發(fā)生在多個檔距內(nèi)，如果發(fā)生線路跳閘情況，則會在很長一段時間內(nèi)頻繁跳閘，迫使該線路退出運行。導線舞動會造成線路金具及絕緣子損壞。由于導線舞動時，導線會沿著線路方向來回竄動，懸垂絕緣子串順線路方向擺動，使各種金具連接處發(fā)生滑動磨擦。當絕緣子串越短時，由于金具之間磨擦相對較大，因此磨損越嚴重，特別是架空地線線夾船體的凸軸處尤為嚴重。

3、輸電線路的舞動跳閘

2003-02-10-03-05，三峽送出湖北境內(nèi)的500kV龍斗、斗雙等輸電線路發(fā)生了2次強烈的舞動，最大振幅超過7m，最長持續(xù)時間約10h。舞動造成金具（包括鐵塔螺栓）嚴重磨損、斷裂、脫落，導線斷股、脫落，同時導線對地線放電，線路跳閘，送電被迫中斷。2003-11-05—06，內(nèi)蒙古500kV永豐線Ⅰ、Ⅱ回輸電線路發(fā)生強烈舞動，最大振幅達8m。由于四分裂導線成為1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“咯吱、咯吱”的響聲，橫擔左右擺動，塔身也相應(yīng)擺動，線路導線舞動過后，在塔附近地面發(fā)現(xiàn)70多條螺栓，這些螺栓有的是被磨損后剪斷的，有的是螺帽退出后掉到地上，幾乎全部螺栓的螺扣大部分都被磨平。部分耐張塔橫擔塔材扭曲變形，導線間隔棒有斷裂和松動現(xiàn)象，跨越檔導線斷股、防振錘脫落。送電被迫中斷，進行搶修，更換了數(shù)千米的導線及大量的金具。2003-02-09-10，河南電網(wǎng)13個地市出現(xiàn)大風、暴雪等惡劣天氣，引發(fā)線路導線大面積舞動，振幅達5～6m，造成豫南、豫東地區(qū)17條220kV線路、15條110kV線路、198條10kV線路跳閘。2004-12-20—28，華中地區(qū)自北向南出現(xiàn)了歷史上罕見的雪淞和雨雪天氣，局部地區(qū)出現(xiàn)暴風雪，湖北荊門境內(nèi)110～500kV不同電壓等級的輸電線路發(fā)生了大規(guī)模的導（地）線舞動，造成線路跳閘、絕緣子損壞、金具損壞等惡性事故，嚴重威脅到華中電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。2018-02-05-08，錦州地區(qū)大風，導致輸電線路導線嚴重舞動。電力公司錦州供電工區(qū)所轄南基線停電，造成基地變電所全所失電事故。

4、導線舞動的原因

4.1氣象條件分析

導線舞動是在某種特定的氣象條件與線路所處的地理環(huán)境、線路自身的各種參數(shù)結(jié)合到一起而發(fā)生的，這些條件組合極其復雜。一般情況下，發(fā)生導線舞動的氣象條件是：導線有覆冰、風力5級以上、風向與線路方向夾角大于45°。但是，目前尚沒有人能夠精確地測定出發(fā)生舞動的條件。因為從觀測到的舞動現(xiàn)象來看，有許多無法解釋的現(xiàn)象。例如：多數(shù)導線上有覆冰時產(chǎn)生舞動，可有時導線上沒有覆冰也發(fā)生舞動;在同1檔距內(nèi)只有1相導線舞動，有時有2相導線舞動，也有3相導線同時舞動;架空地線發(fā)生舞動而導線不動，有時架空地線不動而導線卻在舞動;在同塔雙回的線路中，只有1回或某1相舞動，而另1回不舞動;在1個耐張段中其中1個檔距在舞動，而相鄰的檔距卻不舞動;單導線能發(fā)生舞動，導線也能發(fā)生舞動;500～10kV線路都能舞動;電氣化鐵路上的導線也能舞動;帶電線路能舞動，停電線路也能舞動。綜合上述情況來看，風是發(fā)生導線舞動的必要條件，而且風必須與線路方向有45°以上的夾角。氣溫、電流等條件則不是必要的，當覆冰出現(xiàn)時，氣溫必然由零上降至零下，這種降溫天氣條件下，常伴有一定的北（偏北）風（這與我國所處的地理位置有關(guān)，南半球則是南風）。所以說，當有大風出現(xiàn)時，發(fā)生導線舞動的概率最大。

4.2力學角度分析

當導線上有覆冰時，一般的覆冰都是在受風側(cè)的上半部有截面為月牙狀的冰，致使導線截面不呈圓形。當風垂直作用于導線上時（如果風與導線有一定夾角，那么可以將風分解為垂直于導線和平行于導線的2個力）。由于覆冰的存在，這個力使導線有1個向下的作用力，使導線向下運動，導線張力變大，并使導線有1個向上的反作用力，使導線向上運動，并通過平衡點。此時，在導線的重力與風力的作用下，又向下運動，這樣便形成了“彈簧效應(yīng)”。當這個頻率與導線的固有頻率成整數(shù)倍時，可以使風的能量不斷積累，導致導線振幅不斷增大，形成舞動。由于風不斷地吹，能量不斷地補充，使導線舞動能夠持續(xù)進行，直到某一條件發(fā)生變化時，才使導線舞動停止。當風向與線路方向平行時，如果風與導線有一定夾角，那么可以將風分解為垂直、平行于導線的2個力。由于導線都有弧垂，在檔距的一半風吹導線的下表面，檔距的另一半風吹導線的上表面，同樣可以將風作用于導線的力分解成垂直和平行于導線的力。垂直于導線的力可以使導線向上或向下運動。此種解釋適用于導線沒有覆冰時產(chǎn)生的舞動。

5、解答策略

加裝相間間隔棒，這種方法已在油田電網(wǎng)66kV線路上試用，效果很好。安裝相間間隔棒后，可以減輕導線舞動幅度，同時也可以避免導線之間互相靠近造成相間閃絡(luò)。

結(jié)束語

輸電線路運行過程中，風速風向和導線迎風面出現(xiàn)覆冰很容易導致導線舞動問題，針對其應(yīng)當盡量強化觀測工作，確定導線舞動容易發(fā)生的地區(qū)和線路，必要時加裝一些防舞器等。

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