（国网山东省电力公司烟台供电公司 山东烟台 264000）
摘要：基于架空输电线路导线舞动的机理，分析烟台地区导线舞动的原因，并根据本地区特点和笔者工作经验，研究提出导线舞动治理措施。
关键词：输电线路；导线舞动；防舞；治理
引言
架空输电线路是目前电网输送电能的重要通道。架空输电线路一般处于户外，无时无刻不受自然风力作用，由于风力影响，必然会产生振动。根据导线振动频率和振幅，架空输电线路振动现象可分为高频微振幅的微风振动、中频中振幅的次档距振动、低频大振幅的导线舞动等，本文主要探讨烟台地区导线舞动的原因、危害及目前已采取的对策措施和取得成效等。
现状分析
烟台地区为低山丘陵区，年平均降水651.9毫米，年平均相对湿度68%，年平均气温12℃左右，年平均风速内地3-4米/秒，沿海4-6米/秒，属于温带季风气候，平均每年29天冷流降雪日。
2007年3月4日下午，一场罕见的风暴潮侵袭烟台地区，狂风挟着暴雪，局部风力达10级以上，气温降至零下8度。这次风暴潮，共造成烟台供电公司管辖区域内13条输电线路导线（其中220千伏线路7条，110千伏线路4条，35千伏线路2条），先后因各种原因故障跳闸，其中5条线路当时重合成功，5条线路经巡线检查后试送成功，3条线路经巡线检查后未发现异常后强送成功，对电网安全稳定运行造成极大威胁，严重影响了正常用电秩序。事后分析，本次风暴潮造成的13条输电线路跳闸中，有10次与导线舞动有关。在此之后，2011年2月烟台地区也发生过架空输电线路导线舞动跳闸事故。
总结近10年烟台地区输电线路导线舞动事故，可以发现导线舞动危害非常大，可以分为机械损伤和电气故障两大类。其中，器械损伤包括杆塔螺栓松动、金具金属疲劳、导地线断股断线等；电气故障，主要指导线舞动时发生的导线相间碰线闪络故障，或导线对杆塔等接地体安全距离不足，造成跳闸，存在严重安全隐患。
原因分析
架空输电线路导线在空中无覆冰时，可以简化认为是圆柱体，当受风力时，在柱体后面形成气流涡流。与水中的涡流类似，这样的涡流会使架空导线受到上下交变的脉冲力，进而在垂直平面内产生风振动。当环境温度在0℃以下，雨雪潮湿天气时，导线上会覆冰，特别是当有风时，覆冰断面会呈椭圆形或者扇形（非对称覆冰），椭圆形或扇形覆冰会增大受风面积，导线受力增大，振动振幅增大，并形成舞动波。舞动波在档内作波浪式运动且兼有摆动，由此会诱发导线产生一种低频率、大振幅的自激振荡，即为导线舞动。由于舞动的振幅大、持续时间长，因此易导致机械损伤，严重的可导致相间闪络，造成线路跳闸停电或引起导线烧伤等严重事故。
基于上述导线舞动的机理，根据烟台地区架空输电线路多年的运行记录，特别是结合2007年烟台地区“风暴潮”架空输电线路导线舞动的教训，分析引起沿海地区架空输电线路导线舞动的原因有以下几方面原因：
1、气象原因。主要是指形成导线覆冰的风力、低温、雨雪潮湿天气等。2007年、2011年烟台地区输电架空线路导线大范围舞动均发生在有风、低温、雨雪的冬季。根据气象记录，2007年烟台地区大范围导线舞动区段的微气象集中在风力为5～7级、温度为零下8度，且当时雪较大，而这三个条件，正是导线形成非对称覆冰的原因，非对称覆冰使导线受不规则气流涡流作用，进而影响导线的空气动力状态，引起全档内导线作波浪式运动，且振幅很大（可达数米），发生导线舞动。
2、地形原因。主要输电线路所处位置的空旷地形、大跨越地势等情况。经过统计分析，近10年烟台地区发生舞动区段的架空输电线路导线与地面最小距离在9m以上，且空旷地区居多，我们分析原因是，在同等气象条件下，与山区和丘陵地区相比，平原开阔地区风速更大，且风力更稳定；而且发生舞动的档距都在400米以上，档距越大，导线受风面越大，吸收能量越多，舞动的幅度越大。高跨越、大档距也为上述波浪式运动的舞动波提供了传播的长度，使之能形成较为完整的周期，也就可能出现最大振幅，且不易衰减。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3、线路参数。主要是指导线分裂形式、导线直径等。从2007年导线舞动的记录来分析，发生舞动的7条220千伏线路中，有5条为双分裂导线；发生舞动的13条线路中，有10条导线标称截面在240mm2及以上（导线直径在21.6mm以上）。我们分析原因是，分裂导线每隔一定距离就有一个间隔棒将各子导线连在一起，非对称覆冰时，很难绕其自身轴线扭转，非对称覆冰情况得不到缓解；而大截面导线扭转刚度大，也难以自身扭转，这使得导线迎风面与背风面的冰层厚度差增大，受风力影响更为明显，导线舞动的几率更高。
对策措施
根据导线舞动的原理，结合烟台地区实际特点，主要从避舞、抗舞、抑舞三个方面采取防舞措施。具体来说，可采取以下对策：
1、路径选择。烟台新建线路在路径选择时，充分考虑气象部门的相关记录资料，并参照舞动分布区，尽量避开容易发生舞动气象条件的地带，如覆冰重灾区、冷热空气交汇处等，并尽量选择0级、1级舞动区，减少导线舞动的可能。
2、线路设计。在符合经济性的基础上，采用机械强度、安全系数较大的杆塔、金具，以应对线路覆冰带来的额外荷重和舞动带来的机械损伤；采用短档距设计，减小导线张力，在导线舞动波振幅未完全形成之前，削弱其能量；采用水平排列导线的布置方法，并适当加大导线相间距离和导线、架空地线间的垂直距离；对杆塔基础进行加固设计，提高基础的承载能力。通过一系列手段，提高输电线路本体稳定性，提升输电线路的抗舞特性。
3、安装相间间隔棒。在相邻相导线间装设具有电气绝缘性能和机械强度的防舞动相间间隔棒，将各相导线连接起来，可以有效保持导线间的距离、相互抑制导线之间的舞动，大大削弱舞动。截止2015年12月，国网烟台供电公司所辖所有同塔双回垂直排列的220千伏、110千伏输电线路均已加装相间间隔棒。近两年，结合输电线路停电检修工作，对已安装的相间间隔棒进行走线检查，目前运行情况基本良好，极大阻止了导线舞动事故的发生。
4、安装防舞装置。目前市面上常见的防舞装置有双摆防舞器、偏心重锤等。烟台地区根据相对集中原则，即遵循集中与分散相结合的布置原则，将防舞器适当的布置集中，在实际生产中，取得了良好的防舞效果。而且我们发现适当增加双摆防舞器的摆锤重量和摆长，辅以调整摆锤夹角等措施，即差异化配置双摆防舞器，效果更为突出。
5、清除导线覆冰。烟台冬季素有“雪窝子”称号，导线覆冰雪的情况时有发生，运维人员严格观察导线覆冰情况，必要时采取适当的措施予以消除。清除导线覆冰，常用电流融解法和机械除冰法。电流溶解法就是加大负荷电流甚至用短路电流来加热导线使覆冰融解。由于电网运行方式限制，一般不采取电流融冰的方式。机械打落法一般有抛掷短木棍、绝缘杆敲打覆冰、绳套剥离、滑车除冰等。
结束语
经过以上对策措施的实施，烟台电网近三年未发生因导线舞动造成的220千伏及以下输电线路跳闸事故。但在实际生产中，伴随安装相间间隔棒、防舞装置产生的微风振动，又会在金具连接处造成导线疲劳损伤；目前尚无安全、高效的导线除冰方法；线路避舞规划设计会增大电网建设投入，等一系列问题的存在，尚无根本、可靠的方法解决导线舞动问题，架空输电线路导线防舞治理任重而道远。
参考文献：
[1]周四化.输电线路防舞动治理[J].电力安全技术，2013（6）
[2]胡红春.冰害、冰闪和舞动的防治措施[J].电力建设，2010，26（9）
[3]卢明，龚政雄，严有祥，等.输电线路运行典型故障分析[M].北京：中国电力出版社，2014
[4]陈晓明.大跨越输电线舞动及控制研究[D].同济大学（上海 200092）
作者简介：
凌跃乾（1988.10.26），男，学历：山东大学电气工程及其自动化学士，单位：国网山东省电力公司烟台供电公司，研究方向：输电线路
论文作者:凌跃乾
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
标签：导线论文; 线路论文; 烟台论文; 振幅论文; 地区论文; 原因论文; 风力论文; 《电力设备》2017年第4期论文;