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探究架空输电线路舞动与治理措施

摘要】我国是输电线路舞动灾害发生最多的国家，并且，线路舞动严重的话，会威胁电力生产的安全运行。线路舞动引发的灾害概率大幅度提升，如出现线路跳闸、损坏电力设备，导致大面积停电事故的发生，严重影响输电线路的安全与稳定。本文将简单论述输电线路舞动的总体概况以及线路舞动的防治措施，并且，最终指出输电线路舞动研究中的发展方向。

?????【关键词】输电线路；导线舞动；治理措施

?????引言

?????输电线路运行过程中会受到各种各样自然条件的影响，造成输电线路的舞动。并且舞动是一种较为严重的事故，例如发生闪络、跳闸，损坏金具及绝缘子，杆塔螺栓松动导致倒塔等，这些都会引发严重的电力事故。舞动问题在本质上为非线性动力学问题，加之各种复杂的随机因素，彻底治理难度很大，是架空输电线路机械力学领域公认的世界性难题。随着我国电网建设的发展，近年来我国架空输电线路舞动事故的发生频率和强度明显加强，舞动已经成为当前我国威胁线路安全的最主要因素之一，电网安全的运行面临着新的挑战。

?????1.简述线路舞动的情况

?????近几年来，随着全球气象条件的不断恶化，输电线路舞动事故也在不断发生，从2010年到2016年我国就发生多起输电线路舞动事故，这严重威胁到输电线路的安全运行及供电可靠性。因此，研究防舞措施，根据理论结合实际对防舞进行设计，并验证所选防舞装置的有效性，为运行单位合理选用防舞装置提供依据，具有一定的理论和实用意义。导线舞动在空气动力学方面也是一个复杂的问题。不仅因不对称覆冰的分裂导线上，在开阔的地带容易发生舞动现象。即使在无冰的单导线上，在特定有利舞动环境及风向、风速条件下也会发生罕见的舞动。舞动频率在0.1到1赫兹之间、半波长为整档一个或数个的驻波，舞动轨迹常出现以偏离垂向为长轴的椭圆运动，常伴随有导线绕相轴线同步交变扭转。最大舞动全振幅多出现于基波或与2、3半波复合模式下，振幅与档距和弧垂大小成比例，振高一般不超过波节点连线，腹底会低于导线弧垂下，全振幅一般不超过12m，也曾发现过12~15m，对大跨越可能接近20m。

?????2.线路舞动造成的危害

?????我国是发生线路舞动最多的国家，对输电线路舞动的现场进行考察，其有很大可能导致电气故障事件的发生，螺栓松动或者是脱落的现象也是极为普遍的，金属器具以及绝缘子极易遭受破损，输电线路断线或者是断股的现象也是极为常见的。据有关资料显示，输电线路发生舞动故障时，常常会导致输电线路出现300多次跳闸故障，机械故障也是不下百次的。在产生跳闸故障的线路中，单相跳闸故障所占比例在三成左右，相间故障比例大于70%，输电线路断股故障、金属器具损坏故障、杆塔结构发生破坏故障所占的比例不大于10%。

?????3.输电线路舞动现象的特点及原因分析

?????3.1舞动特点的分析

?????（1）范围大、频率高、涉及电压等级广

?????在过去的统计中，大范围、高频率的舞动现象很少见，但如今去频频出现，一方面是由于在地域分布上，舞动区域已经不能只局限在规定的范围内，而是要延伸到公司电网的各大地区中。另一方面是由于在时间频率上，因为全网在一个冬季中就发生了六次大范围、高频率的舞动，这几乎是每一次大风、降温、冰冻雨雪天气，都会有线路发生舞动。最后一方面是舞动涉及了各个电压等级。

?????（2）新型线路对舞动灾害的抵御能力不强

?????在大规模的舞动现象中，同塔双回线路相比单回线路而言，更容易受到舞动的影响，而且在相同气象、覆冰及地理条件的影响下，新型线路更容易发生舞动，并且舞动发生后也更容易发生跳闸事故，同时还容易造成机械事故的发生。2010年-2016年全省输电线路舞动统计结果：同塔双回线路舞动328条，单回线路舞动113条，紧凑型线路舞动6条。

?????3.2舞动原因分析

?????现如今，覆冰舞动事故是冬季线路发生的最为频繁的一种事故，而且舞动是由于导线发生偏心，在风的作用下产生的一种低频率、大振幅的自激振动。并且，舞动的形成主要取决于三方面因素：覆冰、风的刺激和输电线路的结构及参数。其中，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。

?????舞动的形成与风速、风向以及流态等各个因素有着密切的关系，与此同时，线路的结构和参数对舞动的形成也起着重要的影响作用。其中，造成舞动事故的发生主要有以下几个方面。

?????（1）线路的设计是首先按照静载考虑的，当线路发生舞动时，会产生较大的动载荷，然而舞动产生的动载荷会造成杆塔横担挂线部位，导致铁塔整个横担失衡或者被破坏等。此外，线路舞动还会在导、地线与金具的连接处产生较大的交变应力，从而将会导致导、地线断线及金具损坏等现象。

?????（2）在各电压等级的输电线路设计