【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。
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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中，往往会缺少线路舞动的具体防治指标和相关措施，这就很容易造成对舞动区段划分不明确，导致舞动事故的发生情况。
（3）准确确定杆塔设计的风载荷方向及及线路转角度数。因为，线路舞动的方向是随机的、不确定的，这样很容易造成导、地线转向的度数变化，甚至还有可能超出预先设计时的线路转角度数，从而引起杆塔整个横担发生损坏。
4.防治输电线路舞动的措施
4.1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，就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。为了减少或者避免上述故障发生的几率，防舞措施的引进与应用可以对线路舞动的幅值产生抑制作用。除了上述防舞措施之外，还可以在输电塔头的结构设计上下大功夫，也就是在相关措施的辅助下防治相邻线路之间、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的现象，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。另外，增强杆塔塔身与横担的强度、改良金属器具的抗振能力，均可以减少输电线路金属器具发生松动或者损坏的几率，达到抵御舞动的效果。
4.2避开与易产生舞动故障的覆冰区域，调整线路走向
一般来说，当温度在-5~0摄氏度范围内，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。从风向的角度分析，在冰冻季节刮风的方向与线路轴线的夹角大于45度时，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的发生几率。
因此在对输电线路机型设计的过程中，应该尽量避开冰冻、风向这类的不利因素。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。
4.3安装空气动力阻尼器
在输电线路上安装空气动力阻尼器，一旦线路受到风力的作用，导致阻力的垂直分量会远远超过升力的垂直分量，这样也能够有效的避免输电线路出现舞动故障。其次，可以通过研究输电线路系统的结构特点，改变线路的动力学特征。
结束语
总而言之，我国开展的舞动工作，在范围和深度上都不够严谨，到目前为止，任然没有形成一个能解决导线舞动问题的统一结论，舞动防治工作还是处于一个治标不治本的状态。因此，我国输电线路舞动研究工作还需要不断的研究与运用，保障我国输电线路的稳定运行。
参考文献
【1】李新民，朱宽军，李军辉.输电线路舞动分析及防治方法研究进展【J】.高压电技术，2011（2）.
【2】王少华.架空输电线路导线舞动及防治技术分析【J】.高压电技术，2010.
论文作者:孙健,陈程
论文发表刊物:《科技中国》2017年10期
论文发表时间:2018/5/2
标签：线路论文; 发生论文; 故障论文; 导线论文; 杆塔论文; 事故论文; 现象论文; 《科技中国》2017年10期论文;