输电线路舞动介绍

1、输电线路舞动输电线路舞动 输电线路舞动简介输电线路舞动简介舞动发生机理舞动发生机理目前治理方法介绍目前治理方法介绍国内舞动情况及主要防治措施国内舞动情况及主要防治措施目目 录录一一输电线路覆冰舞动输电线路覆冰舞动简介简介舞动现场录像舞动现场录像舞动舞动一种导线风致振动形式一种导线风致振动形式gallopinggalloping驰振驰振艺术化描述艺术化描述舞动：舞动：低频（低频（0.10.13Hz3Hz）、）、 大振幅（导线直径大振幅（导线直径2020300300倍）自激振动。倍）自激振动。形态形态：一个或几个半波。：一个或几个半波。轨迹轨迹：椭圆。：椭圆。破坏：破坏：相间闪络、跳闸。相间闪络、

2、跳闸。破坏：破坏：螺栓松动脱落。螺栓松动脱落。破坏：破坏：断线、断股断线、断股 。破坏：破坏：金具损坏。金具损坏。破坏：破坏：绝缘子、引流线。绝缘子、引流线。破坏：破坏：塔材损害、倒塔。塔材损害、倒塔。导线舞动影响因素导线舞动影响因素 覆冰 风的激励 线路结构与参数 + + +14输电线路舞动原因及特点分析输电线路舞动原因及特点分析舞动要素要素解释覆冰覆冰类型，覆冰形状，覆冰厚度，覆冰重量等：偏心覆冰改变导线截面，改变空气动力特性，产生负阻尼效应，积累能量，激发舞动。风的激励风速、风向以及流态等：影响导线覆冰的形状；易舞风速范围大致425m/s；风向与线路走向的夹角越大越易舞动；平稳风。线路结

3、构及参数导线结构参数、连接方式、金具、绝缘子及附加装置等：在相同条件下，分裂导线通常比单导线更易激发舞动，大截面的导线比常规截面导线更易激发舞动。雨淞雨淞 雾凇雾凇 混合淞混合淞 覆冰覆冰温降到温降到-5-500，风速为，风速为3 315m/s15m/s时，如果有大时，如果有大雾或细雨，导线上首先雾或细雨，导线上首先会形成雨淞。会形成雨淞。 如果温度降至如果温度降至-15-15- -88时，在原有冰层的基时，在原有冰层的基础上会形成雾凇。础上会形成雾凇。 导线覆冰导线覆冰静载静载脱冰跳跃脱冰跳跃舞动舞动危害危害风激励风激励舞动能量来源舞动能量来源风速风速风向风向平稳风平稳风输电线路风振输电线路

4、风振微风振动微风振动覆冰舞动覆冰舞动次档距振动次档距振动风偏风偏线路参数线路参数线路的机械参数：线路的机械参数：张力、刚度、连接张力、刚度、连接方式等。方式等。线路的结构参数线路的结构参数：分裂导线、紧凑型分裂导线、紧凑型等。等。202009-20102009-2010年冬季输电线路覆冰舞动原因：典型气象条件年冬季输电线路覆冰舞动原因：典型气象条件气象气象20092009年年1111月月9-139-13日日河南大范围风雪和冻雨天气，河南大范围风雪和冻雨天气，-3-30 0 ，10m/s.10m/s.山西罕见的雨雪天气，山西罕见的雨雪天气，-16-16-5 -5 ，8 810m/s .10m/s

5、 .20092009年年1212月月2727日日-2010-2010年年1 1月月6 6日日 20102010年年1 1月月19-2019-20日日 湖南、江西、浙江气温骤降，大风雨雪天气湖南、江西、浙江气温骤降，大风雨雪天气. .湖南长沙、湘潭湖南长沙、湘潭-3-35 5 ，15m/s .15m/s .江西江西-1-10 0 ，-3-3 5 5 ，8 810m/s .10m/s .浙江衢州浙江衢州00以下以下 ，6m/s .6m/s .辽宁、河北、山东气温骤降，大风雨雪天气辽宁、河北、山东气温骤降，大风雨雪天气. .辽宁大连、鞍山、本溪和营口辽宁大连、鞍山、本溪和营口 00以下以下 ，5 5

6、18 18 m/sm/s . .河河北沧州北沧州-2-21 1 ，8 814m/s .14m/s .山东山东-3-30 0 ，101020m/s.20m/s.2009-20102009-2010年冬季输电线路覆冰舞动原因：覆冰条件年冬季输电线路覆冰舞动原因：覆冰条件浙江仙特线覆冰浙江仙特线覆冰河南线路典型覆冰河南线路典型覆冰山西朔云线覆冰山西朔云线覆冰偏心覆冰：偏心覆冰：河南：约河南：约15mm15mm山西：约山西：约15mm15mm湖南：约湖南：约7mm7mm江西：约江西：约13-14 mm13-14 mm浙江：迎风面约浙江：迎风面约10-22mm10-22mm，背风面约，背风面约2-10m

7、m2-10mm 辽宁：约辽宁：约3-10 mm3-10 mm，最大，最大15mm15mm河北：约河北：约2-3mm2-3mm山东：最大山东：最大7-10mm7-10mm212009-20102009-2010年冬季输电线路覆冰舞动原因：线路条件年冬季输电线路覆冰舞动原因：线路条件舞动发生地形特点：多为平坦开阔地带。舞动发生地形特点：多为平坦开阔地带。电压等级：涉及较广，大多为电压等级：涉及较广，大多为500kV500kV及及220kV220kV线路。线路。线路走向和风向夹角：基本大于线路走向和风向夹角：基本大于4545。22紧凑型线路防脱冰跳跃和舞动的特殊性紧凑型线路防脱冰跳跃和舞动的特殊性

8、缩小导线相间距离、增缩小导线相间距离、增加相导线分裂根数和相加相导线分裂根数和相导线等效半径等方式。导线等效半径等方式。导线分裂数多、导线截面导线分裂数多、导线截面大、离地高度大、电压等大、离地高度大、电压等级高、相间距离小。级高、相间距离小。增加舞动发生的可能增加舞动发生的可能性，抗舞动能力更弱性，抗舞动能力更弱，轻微舞动就可能产，轻微舞动就可能产生相间闪络。生相间闪络。 大幅度提高自然输大幅度提高自然输送功率、有效压缩送功率、有效压缩输电线路走廊输电线路走廊。 2000-20082000-2008年年220kV-500kV220kV-500kV线路舞动与风速关系特点线路舞动与风速关系特点典

9、型舞动条件分析（典型舞动条件分析（1 1）242000-20082000-2008年年220kV-500kV220kV-500kV线路舞动与覆冰关系特点线路舞动与覆冰关系特点典型舞动条件分析（典型舞动条件分析（2 2）25舞动事故的时间分布图舞动事故的时间分布图 举例举例1010年年1 1月月19-2019-20日，河北东骅线相间故障跳闸。日，河北东骅线相间故障跳闸。覆冰痕迹覆冰痕迹现场主要特征现场主要特征损伤情况损伤情况破坏类型 发生条件 东骅线事故时情况脱冰跳跃 导线发生覆冰 观察到覆冰迹象。脱冰条件：气温升高、自然风力作用、人为振动敲击、机械除冰等。风力7-8级、气温-61。危害：机械或

10、电气事故。闪络跳闸、螺栓松脱、引流导线脱落、绝缘子球头弯曲、间隔棒损坏、导线断股、均压环损坏。覆冰舞动导线不均匀覆冰，气温-60、覆冰厚度325mm。冻雨、观察到覆冰迹象、冰厚2-3mm、气温-61。风激励：风速425m/s、风向与线路走向的夹角45。风力7-8级、东北风、风向基本垂直于线路。线路参数条件。线路微地形为平原开阔地、电压等级500kV、四分裂导线型式。危害：机械或电气事故。闪络跳闸、螺栓松脱、引流导线脱落、绝缘子球头弯曲、间隔棒损坏、导线断股、均压环损坏。事故初步分析依据事故初步分析依据事故原因分析事故原因分析线路故障是由于导线覆冰线路故障是由于导线覆冰覆冰舞动覆冰舞动造成的。造

11、成的。二二舞动发生原理介绍舞动发生原理介绍舞动研究舞动研究理论机理实验研究数值方法难题难题 舞动起因舞动起因垂直激发机理（垂直激发机理（Den Den HartogHartog机理）机理）扭转激发机理（扭转激发机理（O.NigolO.Nigol机理）机理）偏心惯性耦合舞动机偏心惯性耦合舞动机稳定性舞动机理稳定性舞动机理现有舞动机理现有舞动机理（1 1）垂直激发机理（）垂直激发机理（Den Den HartogHartog机理）机理）/0DLCC舞动是由空气动力产生的负阻尼引起舞动是由空气动力产生的负阻尼引起 此物理模型比较简单，为单自由度模此物理模型比较简单，为单自由度模型，只考虑了导线的横向

12、振动型，只考虑了导线的横向振动 。（2 2）扭转激发机理（）扭转激发机理（O.NigolO.Nigol机理）机理）0(1/)/0kkLDv ACC横向振动总是与扭转振动相伴而生。横向振动总是与扭转振动相伴而生。 导线自身的扭振，引发导线在横向的失稳。导线自身的扭振，引发导线在横向的失稳。产生舞动产生舞动 此物理模型基于导线扭转分析得到，应用于分裂此物理模型基于导线扭转分析得到，应用于分裂导线舞动分析中较为成功，对单导线的应用现在导线舞动分析中较为成功，对单导线的应用现在还存在争论。还存在争论。40（3 3）惯性耦合激发机理）惯性耦合激发机理此机理在实践中的验证比较少。此机理在实践中的验证比较少

13、。(4)(4)稳定性舞动机理稳定性舞动机理动力不稳定现象动力不稳定现象 通过稳定性分析确定舞动激发通过稳定性分析确定舞动激发机制机制舞动试验舞动试验实际观测试验线路风洞试验实际观测通过在易舞区域的输电线路导线上或试验通过在易舞区域的输电线路导线上或试验线路上安装监测设备，观测实际的气象、线路上安装监测设备，观测实际的气象、地貌条件下导线舞动的特征地貌条件下导线舞动的特征 舞动现象的偶发性和非舞动现象的偶发性和非控性控性 试验线路将人造覆冰安装到试验线路上，监测其在实际将人造覆冰安装到试验线路上，监测其在实际风场中的振动状态，研究舞动特性及评估舞动风场中的振动状态，研究舞动特性及评估舞动设计方案

14、和舞动装置的防治效果。设计方案和舞动装置的防治效果。 日本的日本的MogamiMogami试验线试验线路和加拿大路和加拿大IREQIREQ试验试验线路线路 试验能力有限试验能力有限风洞试验主要应用于模型分析中，通过试验得到不同冰型主要应用于模型分析中，通过试验得到不同冰型情况下导线结构的空气动力参数以及响应数据情况下导线结构的空气动力参数以及响应数据 。验证理论及数值验证理论及数值分析模型的准确分析模型的准确性和可靠性性和可靠性 三三现有防治措施介绍现有防治措施介绍防舞方法防舞方法设计阶段设计阶段线路走向线路走向线路参数、机械性能线路参数、机械性能运行阶段运行阶段防舞装置防舞装置48n 防舞技

15、术路线防舞技术路线 避避 合理选择线路的走向和路径，避开舞动多发地区合理选择线路的走向和路径，避开舞动多发地区及微气象、微地形区域。及微气象、微地形区域。防舞防舞技术技术避避防防抗抗49n 防舞技术路线防舞技术路线抗抗 适当提高线路的机械及电气强度，以提高适当提高线路的机械及电气强度，以提高线路抗舞动的能力。线路抗舞动的能力。防防 对已发生或可能发生舞动的线路，需及时对已发生或可能发生舞动的线路，需及时设计防舞方案，加装防舞器。设计防舞方案，加装防舞器。50n 防舞技术路线防舞技术路线 “ “避避”、“抗抗”理论研究不够，实践经验欠缺，理论研究不够，实践经验欠缺，可操作性较差。可操作性较差。

16、“ “防防”舞技术相对成熟，且易于操作，经济性也舞技术相对成熟，且易于操作，经济性也较较“避避”和和“抗抗”好，对于易舞区新建、在运线路好，对于易舞区新建、在运线路基本都采用基本都采用“防防”的措施。的措施。 加装防舞装置是防舞工作的主要内容。加装防舞装置是防舞工作的主要内容。“加装防舞装置的防舞设计加装防舞装置的防舞设计”方法较易于实现，方法较易于实现，造价也相对较低，造价也相对较低，因此应是主要的防舞设计方法。因此应是主要的防舞设计方法。 结结 论论已有线路已有线路52n防舞技术研究成果防舞技术研究成果 常用防舞装置包括：线夹回转式间隔棒、相间间常用防舞装置包括：线夹回转式间隔棒、相间间隔

17、棒、双摆防舞器、失谐摆、防舞鞭、偏心重锤、阻隔棒、双摆防舞器、失谐摆、防舞鞭、偏心重锤、阻尼防舞器、扰流器等。尼防舞器、扰流器等。 每种防舞器都有其使用特点及要求，就防舞效果每种防舞器都有其使用特点及要求，就防舞效果而言到目前为止，防舞器也只能一定程度上抑制舞动而言到目前为止，防舞器也只能一定程度上抑制舞动，尚不能完全防止舞动的发生。，尚不能完全防止舞动的发生。常用防舞装置及其特点常用防舞装置及其特点 扰流防舞器扰流防舞器 改变导线外形，改变空气动力特性。改变导线外形，改变空气动力特性。绕流线绕流线 空气动力阻尼器空气动力阻尼器 终端阻尼器终端阻尼器 扰流线的直径（扰流线的直径（0.750.7

18、5）扰流线的覆盖长度（扰流线的覆盖长度（0.250.25）覆冰较薄的地区 常用防舞装置及其特点常用防舞装置及其特点 失谐摆失谐摆 提高导线的整体扭转刚度提高导线的整体扭转刚度 3tVfNf摆锤摆长及质量摆锤摆长及质量 布置方式布置方式 改变系统结构特性改变系统结构特性 常用防舞装置及其特点常用防舞装置及其特点 集中防振锤集中防振锤 改变系统结构特性改变系统结构特性 集中防振锤的质量集中防振锤的质量 临界风速临界风速 中点托升原理中点托升原理 相邻节距不相等，相邻节距不相等，整体布置不对称。整体布置不对称。考虑局部强度和微风振动。考虑局部强度和微风振动。常用防舞装置及其特点常用防舞装置及其特点

19、相间间隔棒相间间隔棒 改变系统结构特性改变系统结构特性 运动时互相牵制，运动时互相牵制，抑制舞动。抑制舞动。机械强度机械强度 相间过电压相间过电压 避免上下安装在一条直线上。避免上下安装在一条直线上。 避开波节点，安装在波腹处或附近。避开波节点，安装在波腹处或附近。常用防舞装置及其特点常用防舞装置及其特点 pi(x,y)MpiVW(xi,yi)Rpi导线双摆防舞器双摆防舞器 稳定性防舞机理稳定性防舞机理 质量设计质量设计 摆角设计摆角设计 摆长设计摆长设计 防舞器数量防舞器数量 常用防舞装置及其特点常用防舞装置及其特点 分散式偏心重锤分散式偏心重锤 控制振动系统扭转运动的反馈增益，控制振动系统

20、扭转运动的反馈增益，补偿扭转运动的滞后相位。补偿扭转运动的滞后相位。 常用防舞装置及其特点常用防舞装置及其特点 线夹回转式间隔棒线夹回转式间隔棒 降低导线不均匀覆冰降低导线不均匀覆冰 主要抑制次档距振荡，同时考虑电磁吸引和扭转复原。主要抑制次档距振荡，同时考虑电磁吸引和扭转复原。 非线性数学规划的方法对间隔棒的布置方案进行优选。非线性数学规划的方法对间隔棒的布置方案进行优选。 60 单导线线路防舞设计单导线线路防舞设计 对于较低电压等级、相导线为单导线的线路防舞，可采用相间间隔棒、失谐摆、集中防振锤、防舞鞭等，防舞鞭尚未实现国产化，造价较高。分裂导线线路防舞设计分裂导线线路防舞设计 适用于分裂

21、导线防舞的防舞装置较多，根据我国舞动防治经验，可采用线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、相间间隔棒、偏心重锤、集中防振锤等。典型线路的防舞设计方法典型线路的防舞设计方法61紧凑型线路防舞设计紧凑型线路防舞设计 对于500kV及以上电压等级的紧凑型线路，考虑到其线路特点，防舞设计建议优先采用线夹回转式间隔棒，其次是相间间隔棒，可以将它们组合应用，防舞效果更好。特高压线路防舞设计特高压线路防舞设计 特高压线路由于其电压等级高、架线高、档距大、分裂数多、导线截面大等特点，特高压线路的防舞建议优先采用线夹回转式间隔棒或线夹回转式间隔棒双摆防舞器，其次是失谐间隔棒等。典型线路的防舞设计方法典型线路的防舞设计方

22、法62n舞动研究重视不够、研究基础薄弱n理论研究难度大n防舞技术手段有限、防舞效果不够理想n防舞工作缺乏指导性的规范、标准n防治工作重“治”轻“防”，主动性差n防舞技术的采用有一定的盲目性n试验研究手段待完善存在的问题存在的问题四四国内舞动情况及常用国内舞动情况及常用治理方案治理方案我国属于舞动频发国家我国属于舞动频发国家传统舞动带传统舞动带北起黑龙江北起黑龙江南到湖南南到湖南干冷 气流暖湿 气流652000-20082000-2008年年220kV-500kV220kV-500kV线路舞动区域分布特点线路舞动区域分布特点舞动新趋势舞动新趋势国内气候的变化，特别国内气候的变化，特别是恶劣气象条

23、件的频发。是恶劣气象条件的频发。新建线路的大量增加。新建线路的大量增加。舞动发生的地舞动发生的地域范围扩大。域范围扩大。舞动发生频舞动发生频率增加。率增加。舞动造成的危害舞动造成的危害和破坏性变大。和破坏性变大。67舞动新特点分析（舞动新特点分析（1 1）：舞动发生频率高）：舞动发生频率高2009-20102009-2010年冬季输电线路覆冰舞动特点年冬季输电线路覆冰舞动特点2009.11-2010.12009.11-2010.1不足不足3 3个月内共发生三次大规模舞个月内共发生三次大规模舞动现象。动现象。682009-20102009-2010年冬季输电线路覆冰舞动特点年冬季输电线路覆冰舞动特点2009-20102009-2010年冬舞动涉及八个省份，舞动区域由传年冬舞动涉及八个省份，舞动区域由传统易舞区统易舞区扩展到舞动少发区扩展到舞动少发区。2009.