500kV输电线路舞动研究和治理

请保留作者简介：许常顺（1977－）男，大学本科，华北电网有限公司大同超高压供电公司，工程师，主要研究方向为500kV输电线路带电作业,检修，运行维护工作。

摘要：通过对影响500kV输电线路正常运行时，导线舞动的研究和分析，提出相应的预防和治理措施。

关键词： 输电线路舞动研究治理

在冬末春初，当水平方向的风吹到因覆冰而变成非圆截面的导线上时，将产生一定的空气动力，由此会诱发导线产生一种低频频率（约0.1～3Hz）、大振幅（可达10m以上）的自激振动，是较高风速引起的覆冰导线的驰振。由于其形态上下翻飞，形如龙舞，也称舞动。舞动是危害输电线路安全运行的重要因素之一，舞动产生的危害是多方面的，轻者发生闪络、跳闸，重者发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，杆塔螺栓松动，甚至倒塔，导致重大电网事故的发生。

一、舞动产生的原因

通过对500kV源安双回线、源霸双回线、海万双回线导线舞动的研究和分析，发现舞动的形成主要取决于三方面的因素，即覆冰、风的激励和线路结构及参数。

1、覆冰

线路覆冰是舞动的必要条件之一。覆冰多发生在风作用下的雨淞、霜淞及湿雪堆积于导线的气候条件下。导线覆冰与降水形式及降水量有直接关系，同时也与温度的变化密切相关，经常的情况是，先雨后雪，此过程中气温骤降（由零上降至零下），导线极易覆冰。通常情况下，导线覆冰不均匀，形成所谓：新月形、扇形、D形等不规则形状，冰厚从几毫米到几十毫米（最后可达50毫米），导线便有了比较好的空气动力性能，在风的激励下会诱发舞动。

2、风的激励

舞动离不开风的激励。冬季及初春季节里，冷暖气流交汇引起的风力较强，地势平坦、开阔及风口地区的输电线路，在导线（不均匀）覆冰的情况下，当风速在4～20m/s时，且风向与线路走向的夹角≥45°时，导线易舞动。这是因为垂直于线路走向的风的分量越大，对不均匀覆冰后导线的激励效果越好，对导线产生的升力也越大，有利于线路系统能量的积累，进而使得系统失稳，产生舞动。

3、线路结构及参数

线路的结构和参数也是形成舞动的重要因素之一。从国内外的统计资料看，在相同的环境、气象条件下，分裂导线要比单导线容易产生舞动，并且大截面的导线要比常规截面的导线容易产生舞动。这主要是因为多分裂、大截面的导线扭转刚度大，易形成不均匀覆冰。随着用电需求的增长、电网建设力度的增强，我国电网建设已明显呈现多分裂、大截面的发展趋势，就此而言增大了舞动的可能性。

二、我国舞动研究与治理

我国是舞动多发国家，曾多次发生过舞动事故，造成了较严重的经济损失和社会影响。我国有关科技人员经过多年的科研攻关，在舞动机理及防舞实践方面均取得了显著的成就，建立了导线舞动动力稳定性机理，并开发了双摆防舞器和整体式偏心重锤，尤其是双摆防舞器在我国各舞动地区的输电线路上得到了广泛的应用，为防治线路发生舞动，保证线路安全运行发挥了良好的作用。除此以外，国内舞动多发地区的电网运行单位还结合本地区实际对舞动治理进行了研究和探索，取得了一些舞动防治的成功经验，如采用基于压重防舞机理的集中防振锤压重的防舞方法；采取加装相间间隔棒的防舞方法等。

三、舞动研究、治理中存在的主要问题

1、舞动研究重视不够、研究基础薄弱

由于舞动发生具有一定的偶然性，而且概率较低，往往会被人们忽视。但偶然之中存在必然性，只要具备了起舞的三个条件，舞动的发生就是必然的。我国是舞动多发国家，在相当大的区域范围内存在导线舞动的可能性，由于舞动的巨大破坏性，因此应对舞动研究与防止给予足够的重视。

2、防治工作重“治”轻“防”

舞动防治有两层含义，首先对于经过舞动多发地区的高压输电线路，应重视线路舞动的防范，防患于未然，重点在“防”，其次是对已经发生了舞动的输电线路应尽快采取防舞措施，重点在“治”。我国对舞动的防治目前仍停留在“治”上，对预防做的很不够，应改变这种做法，将简单的“舞后治理”改为“预防为主、防治结合”的新的防舞工作方法。有些地区虽在线路建设阶段进行了防舞设计，但仅限于加装防舞器，并未对舞动进行全方位的预防，诸如：选择合理的路径、线路走向、提高机械及电气强度等，加强防舞装置应是对重点区段防舞的不得已选择。

3、防舞方面的盲目性

尽管经过多年的研究及防舞治理的实践，目前开发出了多种防舞方法及相应的防舞装置。但各种防舞方法具有其特殊的设计和应用条件，而且不同防舞方法的造价差别也比较大。由于各舞动发生地区的防治水平参差不齐，对舞动防治缺乏经验和指导性的工作方法，表现出防舞方法选择的盲目性。例如经常由于缺乏防舞设计经验和试验研究手段，出现：

3.1防舞装置选用不当，达不到预期的防舞效果；

3.2造价过高；

3.3不当的防舞方案对线路运行带来负面影响；

3.4认为舞动为偶然事件，不加治理等。

因此有必要进行防舞设计方法的系统性研究，指出各类常用防舞方法的使用特点和具体设计方法，为各地区的防舞设计提供参考。

四、我国舞动防治工作方式的转变

1、我国舞动问题的研究与防治必须与设计、生产、运行部门相结合，对新建、在运行、已舞动线路分别进行防治，将灾害减少到最低。同时积累舞动防治的经验，在实践中不断完善舞动防治方法。我们必须转变观念，将单纯被动的“治”改为“预防为主，防治结合”的主动工作方法。

2、理论研究与舞动治理并重

首先应加大投入，既要注重舞动防治水平的提高，更要注重舞动理论的研究。研究必须有针对性，应开展专题研究，循序渐进，做到理论研究、试验分析、舞动治理的实践相结合，同时借鉴国外先进技术和成果，将舞动研究不断推向前进。

其次应关注我国舞动发生的新特点，应对各地区发生的舞动及时跟踪，了解舞动发生的情况和新特点，为舞动的研究和防治积累资料。

综上，我国是舞动多发国家，舞动研究与治理取得了可喜的成绩，无论是对舞动机理还是防舞措施的研究均取得了丰硕的成果，但与发达国家相比，差距仍较大，舞动研究的水平有待提高。

参考文献

[1] 尤传永,卢明良.扭转抑制型防舞器浅析.电力技术,1991,(3): 16～20[2] 郭应龙,李国兴,尤传永. 输电线路舞动. 北京：中国电力出版社,2002