输电线路导线舞动及防范措施

输电线路导线舞动及防范措施摘要：在输电线路中，一旦形成导线舞动的情况，通常可能会持续好几个小时，因此便会对高压输电线路产生非常大的损坏，对于输电线路的运行安全造成最为直接的威胁。所以，对于高压输电线路的在线监测过程中，基于传感器技术的导线舞动技术产生着十分重要的作用。所以在输电线路出现导线舞动问题之前，就必须要及时加以发现并采取有效的预警措施，避免问题的恶化。本文就对输电线路导线舞动的故障及防范措施加以简要的分析。关键词：输电线路；导线舞动；防范措施随着我国经济的快速发展，对电能的需求量和对电能质量的要求也不断提高，电力能源已经成为社会存在和发展的必需品。但是由于各种因素的影响，我国部分地区电网事故还依然存在，电网事故不仅影响大、速度快、后果严重，而且直接影响国家的生产建设和人民的生活秩序。所以必须对输电线路舞动给予高度的重视,尤其注重舞动的防治工作。1.输电线路导线舞动的概述及其危害1.1导线舞动的内涵架空输电线路在出现偏心结冰后，架空输电线路会出现由于风振引起的高振动和低频自激振动现象。简单地说，也就是当风吹到由于结冰而变成非圆形截面的导线时，会产生一定量的空气动力，这将会导致导线产生一种低频，继而出现大幅度的自激振荡的情况。由于它的形状是上下飞舞的。像龙舞一样，所以就叫做导线舞动。在每年的早春和初冬季节，尤其是在容易掉落冷雨的一些地区，就非常容易产生严重影响电源、电力供应的现象，即就是所谓的导线舞动。1.2导线舞动的机理在输电线路中，当输电线路受到横向速度风载荷时，就会产生加速运动，并且线路还将经受空气动力学力矩便会产生巨大的扭曲。当扭转运动的频率与其垂直运动的频率同步时，就会发生导线舞动的情况。由于目前对于导线出现舞动的机制尚不够完全清楚，同时由于技术不够先进，所以针对预防导线舞动的措施尚未完成。然而，从导线舞动的重复性上可以看出，输电线路的舞动主要是基于一定的周期进行运动的。电线的扭动操作是产生舞动的主要原因。当大振幅线出现舞动时，它将在同一周期内形成扭转运动。对于导线本身吸收的能量，绝缘体，端子和其他金具吸收的能量的比例非常小，并且容易发生舞动的情况。导线的张力越大，其本身吸收的能量也就越少，因而也就越有利于舞动情况的形成与发展。1.3输电线路舞动所造成的危害1.3.1输电线路的舞动会引起电网的停运如果输电线路是在外界环境因素的影响下出现舞动，其持续的时间较长，影响范围较大，则会进一步导致输电线路其他类型故障的产生，严重时会导致整个电力输电系统的瘫痪，带来的经济损失则是巨大的。舞动故障导致的电网系统停运，通常是因为舞动故障导致电网内部的机构受到了巨大的损伤，如果工作人员没有及时采取措施进行维护，则会导致电网结构内部出现永久、不可逆的损伤，进而会出现大面积、长时间的停电现象。1.3.2输电线路的舞动会导致机械设备的停运如果架空线路的导线在运行的过程中出现舞动故障，首先会导致的负面影响因素就是输电线路的短路与跳闸。如果舞动故障的持续时间较长，则还会导致输电线路内部结构的螺栓出现松动，从而出现断线以及断股及零件的损坏，使相关联的机械设备发生破坏。2.导线舞动的成因分析2.1力学因素导线迎风表面覆冰增加,改变了导线的外形,从而在风力的作用下,产生了升力和扭距,有一定柔性的导线便象拉皮筋一样产生了越来越大的舞动,导线的整体运动会造成扭转更强烈的情况。2.2覆冰覆冰是架空导线发生舞动的必要条件之一。到目前为止,除极个别现象外,导线舞动发生时均发现导线上有覆冰。通常情况下,导线覆冰不均匀,形成新月形、扇形、D形等不规则形状。冰厚从几毫米到几十毫米(最厚可达60mm户。覆冰改变了导线呈圆形的几何形状,使导线的一侧形成一个翼面,当强风横向吹过时,原来的空气动力特性有所改变。风在导线上部通过的气流速度增大而压力减小,在下部通过的气流速度减小而压力增大,因此导线受到一个上扬力,同时也受到一个水平力。由于上扬力与导线的重力作用,使导线产生垂直振荡,同时,由于导线偏心覆冰,使导线发生扭转振荡,当导线的垂直振荡与扭转振荡频率相耦合时,就会产生舞动。2.3风的激励舞动离不开风的激励。冬季及初春季节里,冷暖气流的交汇易引起较强的风力。在地势平坦、开阔及风口地区的输电线路,当导线覆冰、风速为4～20m/s,风向与线路走向的夹角不小于45°,导线易发生舞动。2.4线路结构及参数条件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来看,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易产生舞动。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、大面积的发展趋势,就此而言增大了舞动的可能性。2.5地形与地势的影响根据国内外统计资料,导线舞动多发生于平原开阔地区,这是不难理解的。因为与山区或丘陵地区相比,平原、开阔地区无论从风速还是空气的流态来说,都更加有利于舞动的形成。通过气流对导线作用的分析可以看出,不规则的气流对导线的空气动力荷载,将会有一定程度的相互抵消,而不及同一方向的气流所造成的空气动力荷载相互叠加塔。所以,线塔愈高,不仅风速愈大,其激励状态也愈严重。3.输电线路舞动的防治对策3.1加强对输电线路的例行排查（1）注重日常的巡视工作。线路运检单位和地区供电单位应结合线路的具体特点，同时还要注意地理特征以及季节变化的特点，根据实际情况制定日常巡查计划，系统确定电线杆塔的运行情况。必须要明确管辖范围内的线路和周围的地理条件的现实情况。重点对传输线路易舞动部分和线路防跳装置安装情况，根据调查结果建立反舞动档案。（2）特殊巡视。当线路出现舞动情况时，必须要立即启动有效的应急预案，争取在最短的时间内可以抵达到故障现场，同时还应当注意收集资料，具体需要的资料主要有如下几点：气象资料：现场的风速、风向、温度、湿度等；导线覆冰厚度、形状和临近杆塔地面附属物覆冰类型以及厚度；线路结构参数，可见光照片；舞动过程的录像：要求录像资料画面尽可能的稳定并持续一定时间段、覆冰照片清晰。3.2采取防治舞动的措施采用各种防治舞动装置与措施,改变、调整导线系统的参数,达到抑制舞动发生,或减轻舞动强度,以保证线路的安全,也是防治舞动的重要方面。这类措施主要是通过在线路上安装防舞装置,来实现抑制舞动。主要有:合理布置分裂导线的间隔棒,设计合理的双摆防舞器,安装失谐器、整体式偏心重锤、扰流防舞器,安装阻尼线、护线条,通过安装这些构件来达到避免或者减少舞动发生的频率,降低舞动的破坏性。3.3安装舞动监测装置在舞动区安装必要的舞动监测装置，对输电线路舞动进行实时监测。建设分布式小型气象站，对气象信息进行监视和预警。为调度和应急处置提供技术手段，为舞动治理提供数据支撑。比如2016年，某境内遭遇大风侵袭，瞬时最大风力达7级，当地电力企业立即启动恶劣天气应急预案，迅速组织人员对各变电站设备及供电线路进行特殊巡视，认真检查设备区母线及引流线有无松动、断股现象及设备上有无大风刮起的杂物，对输电线路易舞动区域和线下建筑区域加强巡视力度，杜绝一切因大风引起危及设备、线路的安全隐患，确保电网在恶劣天气下的安全运行。4.结语总之，输电线的导线舞蹈给安全可靠运行造成了极大的危害，需要积极加强力学分析，才能做到有针对性的治理，保证导线舞动治理工