摘要：本文首先介绍输电线路振动和舞动类型及其形成的原因，根据现场实际，介绍输电线路舞动和振动事故的危害，多年的工作经验和现场实际总结输电线路舞动和振动事故的防范措施，皆在提高输电线路安全稳定性，降低线路振动和舞动发生率，确保电力系统的安全稳定运行。
关键词：电力系统；舞动；振动；输电线路
引言
架空输电线路架设于地面之上，其承受电力负荷较大，传送距离较远，运行环境较为复杂，架空输电线路因自然条件作用而发生多种自然灾害，自然界的风对输电线路安全稳定运行存在较大的影响，风的作用除使架空输电线路和杆塔产生垂在于线路方向的水平载荷外，还将引起架空线的振动。目前国内外的许多专家都对输电线路舞动和振动做了大量的有研究，提出了许多解决方案和防范措施。本文主要是结合实际的工作，介绍多年的防舞动和振动的经验，为相关的研究提供参考[1]。
1 架空输电线路振动事故的类型及其危害
风引起输电线路振动、就起因来说可以分为微风振动、湍流振动、次档距振动、短路振荡、强风舞动。这些类型的振动中，最常见的要算室微风振动和强风舞动了。
架空导线风振动的频率较高，而振幅较小。一年中风振动的时间长达全年时间的30%-50%左右。所以，风振动使导线悬挂点处反复被扭折，引起材料疲劳，最后导致断股、断线事故。引起风振动的原因是当稳定微风吹过架空导线时，在导线的背风面产生上下交替变化的气流漩涡，从而使架空导线受到上下交变的脉冲力，当这个脉冲力的频率与架空导线的固有自振频率相等或者接近时，导线就在垂在平面内产生谐振即风振动。风振动容易在下列地点发生：导线张力大而对地的距离较高的地方：平原开阔地带；山谷河流等大地段。大跨越档据中，不但有横向风，而且由于上下层空气有温差，还会产生垂直向上的气流，此时架空线的振动损害比较严重。导线舞动为频率很低而振幅很大。舞动很少发生，它主要是在架空线覆冰且有大风地区，当导线覆冰厚度达到3mm以上，气温在0度附近，风速在10-20m/s容易发生舞动。舞动波为进行波。舞动时全档据导线坐定向的波浪式运动兼摆动，摆动轨迹的投影呈竖长椭圆状。由于舞动振幅大，有摆动，一次持续几小时，因此容易引起相间闪络，造成线路跳闸或引起烧伤导线等严重事故。导线舞动的危害是多方面的，舞动不仅引起短路跳闸，长时间舞动还会导致杆塔螺栓松动、强度降低，金具、绝缘子、跳线损坏、导线断股。
2 架空输电线路振动、舞动的因素
2.1 架空输电线路振动的因素
2.1.1 风速的影响
均匀的微风是引起风振动的基本因素。风速不足形成气流漩涡产生冲击力，因而不足以上下推动导线振动；风速过大，由于气流与地面的摩擦而产生紊流，破坏上层气流的均匀性，因而也不会引起导线的稳定振动。因此能形成导线稳定振动的风速有一个范围，其上下限vmin=0.5m/s，其上限>12m，vmax按照经验公式+vmax=0.087h+0.3m/s进行计算。
2.1.2 悬点高度及档距的影响
如果档距增大，悬点高度也大，地面对导线处风的均匀性破坏就越小，所以风速较大仍然继续保持足以引起导线振动的均匀性风速。于是可提高稳定振动风速的上限，扩大振动的风速范围，从而增加振动的相对时间，增大了振幅，加强了振动烈度。同时档距增加，又使档距内导线形成整数半波的机会增多了，即导线的谐振频率增多，从而产生谐振的机会就多些。
2.1.3 风向、地形地物的影响
据观察，当风向与线路成一定角时，导线产生稳定振动；振动的稳定性较小，夹角小于20度，则很少出现振动。一般开阔地区容易产生平稳、均匀的气流，因而凡线路通过平原、沼泽、平原、横跨河流和风道，认为为易振动区。如果线路靠近高山、树林、建筑物等屏蔽物，靠近地面的风均匀性被破坏，这些地区被认为不易引起振动区[2]。
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2.2 架空输电线路舞动的因素
2.2.1 当线路走向与风向夹角大于45度时导线易产生舞动，而且该夹角越接近90度则舞动的可能性越大；
2.2.2 四周无屏蔽物的开阔地带、无屏蔽物的开阔通道、或山谷风口能使均匀的风持续吹响导线，这些地区是容易发生舞动的地带
2.2.3 舞动一般发生在雨凇区、冻鱼区
2.2.4 导线的分裂数越多，越容易发生舞动，而且舞动产生的机械破坏越严重
2.2.5 已知风向与覆冰区轴线夹角的舞动条件次中，45度~90度占大多数，而60度~90度又是最多
3 输电线路振动、舞动事故的防范措施
3.1 振动防范措施
架空导线的防振动从两个方面着手：其一是在导线上加装防振装置以吸收或减弱振动能量；其二就加强设备耐振强度，防止由振动引起导线损坏。前者，工程上广泛采用的是防振动锤和阻尼线；后者，则从改善线夹的耐振性能，采用护线条、防振线夹的静态应力等方面解决[3]。
3.1.1 安装防锤
防振锤的种类很多，我国目前采用很多的F型防振锤，采用水平安装。最常用的F型防振锤是由一短段钢绞线两端各安装一重锤，中间有专为装于架空线上的夹板组成。当导线振动时，夹板随着一同上下振动，由于两端重锤的惯性较大，不能保持与导线同步运动，则防振锤的钢绞线不断上下弯曲，重锤的阻尼作用减少了振动的波幅，而钢绞线的变形及股线间产生摩擦则消耗了振动能量。
阻尼线是一段绕性好、刚性小、瞬时破坏应力大的钢绞线或同型号的导线在悬垂线夹两侧或耐张线夹出口一侧，作为持续性的多个“花边”型。其原理室转移线夹出口波的反射点位置，使振动波的能量顺利地从旁路通过，从而使线夹出口处的反射波和入射波叠加值减少至最低。为了预防导线悬点处因振动而损坏，常加护线条。护线条可使导线在线夹附近处的刚度增加，从而抑制导线振动弯曲，减少导线的弯曲应力及挤压应力金额，磨损，提高导线的耐振力。
3.2 舞动防范措施
根据不同的线路防舞途径，可将线路防舞措施归纳为避、抗和抑舞3中。一般应优先采用避、抗舞措施，无法实施或效果不加室可采用抑舞措施[4]。
3.2.1 避舞措施
避舞措施通过调查研究地形、地貌和气象条件，以选择适当的线路路径、走向来避舞防舞、舞动易发生在导线易覆冰、风大而平稳的气象区域，在选择线路路径时，应考虑尽可能避开雨凇、湿雪频繁、冬季多风以及宽阔江河、峡谷、迎风山坡和山脊等微地形易舞动地区。此外在选择线路走向时，应尽量使用平行于冬季主导风向。
3.2.2 抗舞措施
抗舞措施是在不破坏舞动条件前提下，通过提高线路的电器和机械度，来抵抗导线舞动，使线路设备能在导线舞动时不被破坏并保持安全运行。
3.2.3 抑舞措施
抑舞措施是在舞动严重的线路上加装防舞装置，以破坏舞动形成的条件，抑制舞动的幅度，消除舞动可能照成的危害，保证线路安全运行。
结语
输电线路安全稳定运行关于整个大电力系统的稳定运行，输电线路振动和舞动是输电线路受自然灾害的事故之一，本文结合多年的工作经验和实际现场，介绍相关内容，为防范输电线路舞动和振动提高参考，确保线路安全稳定运行。
参考文献：
[1]程建忠.试论输电线路导线的振动和防振措施.《大科技》，2013(23):165-166.
[2]杨柳青，覃敬文，段杰，蒙焕理.浅谈110kV输电线路导地线防振.《通讯世界》 , 2017(1):174-175.
[3]黄晓舟，杨帆.架空输电线路舞动及防范对策初探.《湖北电力》 ,2011,35(3):49-50.
[4]杨宁.架空输电线路导线舞动机理及防舞对策研究山东大学,2015.
论文作者:樊凯, 张佳佳,明朗,徐全利,钱亚军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：导线论文; 线路论文; 风速论文; 措施论文; 稳定论文; 均匀论文; 气流论文; 《电力设备》2017年第33期论文;