摘要：输电线的导线舞蹈给安全可靠运行造成了极大的危害，我们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作的长期性和连贯性。本文探讨了输电线路舞动分析及防治方法研究进展。
关键词：输电线路；舞动分析；防治方法
随着我国电力事业的不断发展，电力水平的不断提高，因此对于输电线路导线舞动工作提出了更高的要求。通过避舞措施、抵抗措施、抑制措施等其他措施，优化整个输电线路导线的质量和水平。
1 输电线路舞动的特点
1.1舞动范围较大，频率高
输电线路舞动这一故障具有一定的普遍性，舞动多发生在寒冷的冬天，一般是当年的11月份到次年的3月份，尤其是在大风寒冷、冰霜雨雪这类极端的天气中，线路舞动发生的频率是相当高的。对于电压在10kV～500kV等级的输电线路，舞动故障的发生具有全局性，甚至会波及周边地域输电线路，造成大范围舞动故障的形成。
1.2输电线路损失相对严重
对输电线路舞动的现场进行考察，其有很大的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到损坏，输电线路断线或者是断股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之时，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，单相跳闸故障所占的比例在3层左右，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均不大于10%。
1.3新型线路对外界环境抵御能力较差
与普通线路相比较，在相同的气候条件以及地理条件下，新型线路更有很大的可能发生舞动故障。也就是说，新型线路一旦发生舞动故障，线路跳闸、断股、机械等各种类型故障发生的概率会更大。
2 输电线路导线舞动的机制与原因
2.1 输电线路导线舞动的机制
在输电线路中，当导线受到横向速度风载荷作用时，就会产生一个向上下加速度运动，就会使导线受到一个空气动力力矩的作用从而产生扭转。当扭转运动的频率与其垂直运动的频率同步时，就会产生导线舞动。由于目前对舞动的机理尚不完全明确，防止舞动的措施也还不够完备，但是从舞动的重复性可知，输电线的舞动显现是由规律可循的。并且由于架空输电线路杆塔是一种大跨度耸结构、导线刚度较柔、自振周期大，对风载荷的激励十分敏感。在一些外在因素的作用下，输电线路的舞动幅度大，因此容易引起相间闪络，造成线路跳闸停电，而这种情况下的故障会给电网的安全运行带来较大的危害。
2.2 输电线路导线舞动的原因
导线的扭曲运行是助长舞动的主要原因，在大振幅导线舞动的时候，就会形成同一周期的扭转运动。对于导线本身吸收的能量，绝缘子、端部等金具所吸收的能量所占的比例就很小，舞动易于发生。导线的张力越大，导线本身吸收的能量就会越少，越有利于舞动的形成和发展。
3 架空输电线路防舞动装置
3.1 防振锤
防振锤是防止微风振动及其扩大的常用装置。实质上是一个动力减振器，一般由钢绞线把2 个重锤连接在一起构成，钢绞线中部装1 个线夹，用来把防振锤固定在导线上。防振锤一般安装在靠近线夹振动波的波腹处，其自振频率与导线相近，当导线振动时2 个重锤有较大的甩动，有效吸收导线的振动能量，减小线夹及导线的疲劳损伤。防振锤的重量应和导线的型号相适应，通常导线截面越大，防振锤重量越大。如钢芯铝绞线截面为240 mm2时防振锤重量为5.6 kg，截面为400 mm2 时重量为7.2 kg。
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3.2 相间间隔棒
由于相间间隔棒握住2 根间隔较大的导线或多根子导线，因此，相间间隔棒承受导线舞动、冰雪跳跃或短路所引起的冲击力及两端连接导线的悬垂度之差、风压和覆冰不平衡所引起的荷载，并通过其线夹将荷载传给相间间隔棒线夹处导线，造成导线疲劳损伤或直接断股、断线。相间间隔棒在保证一定机械强度的同时，其线夹要采取防止导线磨损的措施，如加装橡胶内衬等。
此外还有扰流防舞器、双摆防舞器、防舞鞭、整体式偏心重锤等多种防舞动装置，在架空输电线路建设过程中应综合考虑气象、地形、导线形式及型号等实际情况，合理选择防舞动装置。
4 输电线路舞动分析及防治方法研究进展
4.1最好避开与易产生舞动故障的覆冰区域，并调整线路走向
一般而言，当温度在-5℃~0℃范围内，风速不低于10m/s的区域内，会增加输电线路舞动故障发生的概率。从风向的角度进行分析，在冰冻季节刮风的方向与线路轴线的夹角大于45°时，舞动故障易于形成。也就是说，夹角越小线路上受到的分离程度越小，此时就降低了舞动故障发生的几率。
因此在对输电线路进行设计的过程中，应该尽量避开冰冻、风向这类不利的因素。在经济允许的条件下，在先进技术的配合中，尽最大努力避开强舞动区域，尤其是在输电线路安置方向上，技术人员应该尽最大努力减小冬季风向与线路走向两者之间的夹角。
4.2减弱导线的振动
振动是导线舞动激发和扩展的根本原因，只要设法从根本上消除引起导线振动的条件，就能有效防止导线的舞动。如线路路径避开易振区，年平均应力选定在不易发生振动的应力值区间内，采用柔性横担、偏心导线、防振线夹等提高导线本身的阻尼作用。但这些措施在实际工程中往往受到投资效益的限制，不易实现。
4.3 加强导线、金具的耐振强度
导线舞动将造成导线、金具的疲劳损伤，因此，加强导线、金具的耐振强度可有效减小或避免导线舞动造成的危害。加强导线耐振强度的措施主要是通过在导线与金具连接处加装护线条或打背线，加强线夹出口处附近导线的刚度和耐振强度，减小弯曲应力、挤压应力和磨损，对导线起一定阻尼作用。钢芯铝绞线常用的护线条形式有锥形护线条和预绞丝护线条。打背线是用一段与导线材料相同的线材同导线一起安装于线夹中，并在两端与导线帮扎在一起。加强线夹耐振性能主要是提高线夹转动的灵活性，使线夹随导线上下振动而灵活转动，减小导线在线夹出口处的弯曲应力。
4.4 优化导线排列方式
导线舞动轨迹垂直于导线轴线，成椭圆形，椭圆长轴与铅锤方向夹角一般在15°左右，长轴与短轴长度比一般为2∶1 到5∶1，长轴长度可达到1倍弧垂或更长。当导线发生大幅度舞动时，2 根运动的上下导线可能产生碰线闪弧，引起导线烧伤和短路跳闸。为避免此类事故的发生，除了采取防舞动措施控制幅度之外，可以在输电塔塔头设计上采取相应的措施加大不同相导线间的垂直、水平距离，防止导线间碰线。如果条件允许，可采用导线水平布置的方式。
4.5增强线路系统抵御舞动故障的能力
输电线路在形成舞动故障时，在垂直于线路的横截面内运转方向呈现的是椭圆形，当输电线路舞动的幅度过大时，相邻两根运动的线路就有很大的可能产生碰撞闪弧现象，极易造成线路损坏或跳闸故障。在输电塔头的结构设计上大下功夫，也就是在相关措施的辅助下防止相邻线路之间、线路与地线之间产生碰线现象。此外，水平布置方式的应用，减少了线路之间碰线闪络现象的发生，这主要是因为该方式可以使技术人员按照一定的规则使线路舞动的水平方向位移远远小于线路水平相间的距离。
综上所述，输电线路的防舞治理工作对保障我国电力系统稳定运行具有十分重要的影响意义。
参考文献：
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[3] 陆铭.浅谈输电线路异常维修和有效防范[J].科技与企业.2015（18）
论文作者:孔祥福,周浩,王佩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/28
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