110KV线路防舞动方案

110kV线路防舞动方案技术科2012年12月前言12月14日，油田电网地区遭受了冻雨大雪及大风天气，13日晚11点左右油田电网范围内开始降雨，随后转为冻雨，12时左右转为降雪，并伴随大风天气。与此同时，110kV线路出现了明显的振动现象，14日凌晨南陆联络线4#—5#之间发生了两相短路，通过对相关资料的查询，我们对110kV线路舞动的原因作出了技术分析，并提出相关治理方案和建议。一、输电线路振动的分类导线长期处于野外露天之下,在风的作用下,导线时刻处于振动状态。根据频率和振幅的不同,导线的振动大致可分为3种。3种振动都会给导线和输电线路造成破坏。微风振动舞动次档距振动一、输电线路振动的分类微风振动：导线受到微风(1～3级)吹拂时,将产生周期性振动,称为微风振动,简称风振动。其特点是频率高,通常为5～100Hz;振幅小,一般不超过10mm。尽管微风振动引起的振幅较小，但实际上它是引起导线高应变高应力点（如悬挂点、金具夹头）疲劳破坏的重要原因。次档距振动：分裂导线各间隔棒之间的振动，其频率1-2周/秒和振幅10-50厘米，介乎风振动和舞动之间。发生次档距振动的风速范围广，约为4-27米/秒（3级以上）。次档距振动造成分裂导线相互撞击,损伤导线和间隔棒。国外一般采用增大分裂导线间的距离,缩短次档距长度,采用不同的导线排列方式,以及换成柔性间隔棒等措施来防止次档距振动。舞动：

舞动是覆冰的输电线路在风激励的作用下，产生的一种低频频率（约0.1～3Hz）、大振幅（可达10m以上）的自激振动。统计数据表明，在5～10m/s（3-5级），温度-5～1℃，导线覆冰厚度在3～20mm之间，湿度在85%以上的气象条件下，产生舞动的几率最大。实际上，一般在导线表面有覆冰的情况下，就极易产生舞动现象。舞动一般幅值大、持续时间长而且伴有摆动，对于输电线路的损害极大，容易引起相间闪络、金具损坏，造成线路跳闸停电或引起烧伤导线、拉倒杆塔、导线折断等严重事故，从而造成重大经济损失。一、输电线路振动的分类二、本次舞动现象分析2.1舞动发生的机理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。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（最厚可达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复杂的舞动。二、本次舞动现象分析风的激励

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，且风向与线路走向的夹角≥45°时，导线易舞动。当夹角达到90°，舞动最为严重。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严重，对导线产生的升力也越大，有利于线路系统能量的积累，进而使得线路原有的平衡系统失去稳定，产生舞动。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。导线固有频率、导线型式、导线张力、档距结构等均与导线舞动现象有关。特殊的天气下导线覆冰，导线下方形成机翼构造冰凌。450-900风向吹向导线。机翼构造冰凌的机翼效应与重力、导线张力共同作用。导线形成荡秋千现象，加速导线舞动各相线之间的舞动并无一致性，极可能造成导线间空气间隙不足，导致闪络跳闸，严重者将导致绝缘子、连接金具及铁塔的损坏.①②③④⑤二、本次舞动现象分析二、本次舞动现象分析本次线路舞动的分析根据以上线路振动类型描述，油田电网这次的振动现象可定性为线路非对称覆冰后的“舞动”现象。主要依据如下：

12月13日晚11点左右油田电网范围内开始降雨，随后转为雨夹雪，

12时左右转为降雪，同时伴随6级左右大风，风向角度在450----900之间,油田陆海联络线的4#—5#距为219M和6#—7#塔的档距均为193M，在整条线路中档距较长，所以该段导线舞动情况剧烈最终导致在4#—7#杆塔之间形成两相短路。三、线路防舞动措施1、110kV线路常用防舞动器具相间间隔棒：复合相间间隔棒主要由：复合相间间隔绝缘子（专用的环氧玻璃纤维钢芯棒和硅橡胶护套）、导线线夹、耳槽线夹、耐磨型半导体阻尼垫、耐磨套等部件组成，整套产品采用防松动措施。

三、线路防舞动措施1、110kV线路常用防舞动器具防止舞动原理：在相间或回路间用绝缘棒进行机械连接，制约导线的舞动，其固定处将成为波节，使舞动成为多个半波的模式使振幅变小，达到防止导线间短路的目的。另外，该装置不仅改变了系统的结构方式能抑制导线舞动，而且还可防止脱冰跳跃所引起的混线事故。随着合成绝缘子的广泛应用，该装置已从高压线路发展到超高压线路上，是比较有效的防舞动和隔离混线装置，是防治舞动的首选措施之一。相间间隔棒电气参数体积电阻率不小于1×1012Ω·m；击穿强度不小于20kV/mm；耐漏电起痕及电蚀损不低于TMA4.5级；抗撕裂强度不小于7kN/m；机械扯断强度不小于3Mpa；拉断抻长率不小于100%；邵氏硬度不小于50。三、线路防舞动措施1、110KV线路常用防舞动器具芯棒技术参数要求：

1.吸水率小于0.05%；

2.工频干耐受电压应满足DL/T864附录B的要求；

3.雷电冲击耐受电压不小于90kV（1cm长）；

4.拉伸强度不小于1000Mpa；

5.耐应力腐蚀时间不小于96h；

6.拉伸破坏负荷对比试验相差不超过10%。

7.染色渗透试验应满足GB/T19519的要求。

8.水扩散试验应满足GB/T19519的要求。

失谐摆是由加拿大学者尼戈尔首先提出，与Harvard等人共同研究和发展起来，并在工程实践中取得相当效果的一种防舞装置。失谐摆的设计基于扭振激发机理，用来调整扭振固有频率，使之与横向振动的高阶固有频率分离，从而防止其耦合而诱发舞动。三、线路防舞动措施1、110KV线路常用防舞动器具三、线路防舞动措施扰流器

扰流器可以改变导线在气流中所受到的气动力。一般的扰流防舞器是利用某种特制的线缠绕在导线上，使得导线与扰流线合成体的各个截面的形状都彼此不同，即使在覆冰后也仍然如此。这样导线在覆冰后由于其各段断面相互不同，因此所引起的空气动力效应就会相互干扰制约，从而破坏了发生舞动的条件。该种扰流防舞器在线路上已经成功应用。三、线路防舞动措施目前单股导线防舞的措施主要是失谐摆和扰流器（防震鞭）配合使用、相间间隔棒，由于失谐摆和防震鞭的设计参数和布置要求较高，而且防震鞭缠绕在导线上存在热胀冷缩的现象不易与导线紧密切合，从目前调查的情况和与生产厂家交流的情况来看，110kV线路上安装相间间隔棒最为合适。研究表明，相间间隔棒抑制导线舞动的机理在于其拉力和柔性弹力的牵制作用，使各相导线的不同期强迫振动载荷（不均匀覆冰的空气动力提供）相互平衡抵消，从而抑制导线舞动。从实际使用效果上看，相间间隔棒是当前防舞动效果最好、最可靠的防舞器械。2、我油田电力线路塔型图三、线路防舞动措施陆海联络线回线路2、我油田电力线路塔型图三、线路防舞动措施陆海联络线回线路2、我油田电力线路塔型图三、线路防舞动措施滩庙双回线路2、我油田电力线路塔型图三、线路防舞动措施单回线路三、线路防舞动措施三、线路防舞动措施三、线路防舞动措施从上面线路铁塔的塔形我们可以看出，在线路产生舞动的情况下，线路垂直排列比三角排列容易发生两相短路事件，而钢管塔比角钢塔容易发生两相短路事件，结合前面的调研和交流情况建议在油田双回线路中加装相间间隔棒。3、相间间隔棒安全性评价

当不安装间隔棒时，在正常情况下两根导线短路的路径有两个：1空气间隙X1=35002两个绝缘子之间的绝缘爬距X2=3150*2=7300当安装上相间间隔棒时又增加1路径为X3=5300可以看出空气间隙相对来说是薄弱环节，当发生1个绝缘子损坏时，X2将变为3150，此时即使X3再大，也对防止相间短路无作用。况且线路已经启动单相接地保。所以加上相间间隔棒（质量过关）后不会出现因间隔棒导致相间短路的情况。绝缘子绝缘子间隔棒L1L1L31.是否会因加装间隔棒导致线路相间短路3、相间间隔棒安全性评价

线路间隔棒和线路绝缘子性能基本一致，每只重10kG左右，经过大港设计院的核实，增加线路间隔棒后线路的杆塔和金具仍满足要求。绝缘子绝缘子间隔棒L1L1L32.线路杆塔金具是否满足要求4、油田电力线路间隔棒安装方案三、线路防舞动措施由于油田的110kV和35kV电力电路基本都处于沿海滩涂，属于开阔地或风口位置，遇上雨雪和大风天气极易发生舞动现象，建议先在陆海联络线选取合适位置进行试点，积累运行经验。

间隔棒的安装位置方案具体如下：安装位置档距BA安装位置安装位置AC安装位置安装位置＞25011/312/3250-40011/221/3杆塔1-22-33-44-55-66-77-88-99-10档距97161313219219193181181181杆塔10-1111-1212-1313-1414-1515-1616-1717-1818-19档距181181169169103126137166140杆塔19-2020-2121-2222-2323-2424-2525-2626-2727-28档距199206206209207189288288214杆塔28-2929-3030-3131-3232-3333-3434-35档距214215180208180158155100-18010档180-25020档250-400三、线路防舞动措施三、线路防舞动措施试点安装方案：经过与厂家技术人员进行技术交流，征求单位相关人员意见和建议，结合线路的实际情况，本次拟定在陆海联络线的3#-7#钢管塔之间装设相间间隔棒，装设位置和数量如下表所示塔号3#-4#4#-5#5#-6#6#-7#档距313219219193装设数量3*22*22*22*2双回线路装设位置BA:1/2LAC:1/3L2/3LBA:1/3LAC:2/3LBA:1/3LAC:2/3LBA:1/3LAC:2/3L每回装设位置小计6444共计18只加强型相间间隔棒投资估算（不含施工费）：每个加强型的间隔棒约为0.75万元，两处防舞鞭材料费约为0.1万元，共计投资13.6万元。安装方法：一是滑轮安装，二是斗臂车安装。厂家只负责指导安装。注意事项：

1.轻拿轻放，不应投掷，并避免与尖硬物碰撞、摩擦；2.起吊时绳结要打在金属附件上，禁止直接在伞套上绑扎，绳子触及伞套部分应用软布包裹保护；3.禁止踩踏相间间隔棒伞套；4.金属附件与导线连接的金具安装前，应仔细检查元件的公差配合，不得在工件没调整到位情况下加力。三、线路防舞动措施5、安装方法及注意事项序号项目名称设计试验型式试验抽样试验逐个试验1外观检查√√√2例行拉伸负荷试验√√√3尺寸检查√√5护套最小厚度检查√√6陡波冲击耐受电压试验√√7额定拉伸负荷耐受试验√√8机械破坏负荷试验√√9机械负荷-时间试验√○10金属接头与绝缘护套介面的渗透性试验√○11突然卸载试验√○12热机试验√○13人工污秽工频电压试验√○14工频电弧试验√○15湿工频耐受电压试验√○16雷电冲击试验√○17机械特性试验实验报告√○相间间隔棒本体试验项目三、线路防舞动措施6、间隔棒及金具实验项目序号项目名称设计试验型式试验抽样试验逐个试验1外观检查√√√2尺寸、材质、重量检查√√√3热镀锌试验√√4机械强度试验线夹强度试验线夹顺线握力试验线夹扭握力试验线夹水平拉压强度试验线夹垂直拉、压强度试验向心力试验√√√√√√√√√○○√5振动疲劳试验垂直振动疲劳试验（微风）扭转振动疲劳试验（舞动）水平振动疲劳试验（次档距振荡）顺线振动疲劳试验√√√√6间隔棒-分裂导线系统振动性能评估微风振动性能评估次档距振荡对数衰减率试验○√7弹性元件性能试验橡胶元件性能试验弹簧元件性能试验√√○○间隔棒金具实验项目三、线路防舞动措施6、间隔棒及金具实验项目