摘要：恶劣的气候条件对架设与自然环境中的输电线路有一定影响，如输电线路在冰雪、风霜等恶劣天气的影响下会出现舞动现象，近年来恶劣气象频发，导线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，严重影响输电线路安全与稳定。该文详细分析了我国近年来输电线路舞动跳闸事故情况，指出该现象发生的原因与特点，在此基础上提出相应的解决措施，望对有效减少输电线路舞动现象的发生有所参考价值。
关键词：输电线路；覆冰舞动；解决措施
1 输电线路舞动特点
1.1 舞动范围大、频率高
输电线路舞动故障目前已经遍及到大多数地区，舞动故障通常发生在寒冷的冬季，例如大风降温、冰冻雨雪等极端的天气里，舞动故障率极高，且涉及到10～500 KV各个电压等级的输电线路，舞动故障已经不是局部地区发生的小概率事件，一旦气候条件满足相关要求时，各区域、各电压等级的输电线路都极有可能出现舞动故障。
1.2 输电线路损失严重
输电线路舞动现场不仅仅会引发电气故障，还会导致螺栓出现脱落或松动、损坏金具或绝缘子，线路出现断线或断股等严重的故障。据数据分析发现，在输电线路舞动过程中，会导致线路出现三百多次跳闸故障，引发一百多次机械故障。在发生跳闸故障的线路中，单相跳闸故障线路所占比例为34.8%，相间故障所占比例为71.6%，导线断股故障所占比重为8.7%，金具损坏故障所占比重为5.9%，杆塔结构损伤故障所占比例为4.2%。
1.3 新型线路抵御性能差
在输电线路舞动故障中，新型线路与普通线路相比，在相同的气候条件及地貌条件下，新型线路更加容易受到舞动的影响，一旦出现舞动，也更易出现跳闸故障、机械故障。近年来的分析发现，同塔双回线路发生舞动现象的频率最高，单回线路舞动频率远高于紧凑型线路。
2 舞动故障原因分析
输电线路舞动故障的发生与风速、风向、流态、线路结构及参数等因素密切相关。其原因主要表现在以下几个方面：
2.1目前各电压等级输电线路设计规程中没有明确标识出线路舞动的防治技术措施，更没有明确划分出易舞区段，这就导致后期防舞措施的实施。
2.2线路设计荷载一般为静载负荷，而输电线路在舞动过程中，会出现较大的动载荷，舞动会增加杆塔横担挂线等部位的承受荷载超出设计荷载，从而会导致横担及铁塔螺栓等遭受破坏。
2.3在设计杆塔的过程中，风荷载方向及线路转角度数是固定的。而输电线路的舞动方向存在随意性，因此线路的转向度数极有可能超出设计值，从而导致横担方向力超出杆塔设计承载力，最终导致横担失稳或发生损坏。
3 覆冰舞动对策
3.1防舞动相间间隔棒
在导线相间安装绝缘间隔棒，把一个档距分割为几个小的区间，相当于减小档距，抑制振动的发生；相间间隔棒传递异相导线振动的能量，使不同导线振动相互影响，扰乱导线位相，抑制导线振动；保证相间距离，防止闪络发生。传统的相间间隔棒的绝缘材料是瓷制的，自重大，增加铁塔的荷载，往往需要考虑提高铁塔的强度，而且会增加导线的弧垂，导致导线对地面净空距离不满足要求。SR相间间隔棒的开发很好地解决了这一问题， 其绝缘部分由FRP 材质聚合物绝缘子内芯外包硅橡胶材质的外皮构成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种间隔棒质量轻，强度高，耐久性好，目前已经开发出500 kV及以内各等级线路相匹配的SR相间间隔棒，并在工程中大量应用。
3.2带可旋转线夹的导线间隔棒
传统的导线间隔棒的所有线夹都与导线固连，导线抗扭刚度大，即使在导线覆冰不均匀的情况下，导线也难以在覆冰偏心重力的作用下扭转趋向均匀，导线覆冰的不均匀现象严重，在强风作用下易产生舞动现象。带可旋转线夹的导线间隔棒为日本旭电机技术研究中心研发，该线夹已在日本广泛应用，运行结果表明其防舞动效果佳、安全性高。目前，我国对于该种线夹的应用尚处于起步阶段。以四分裂导线为例分析带可旋转线夹的导线间隔棒防御导线覆冰舞动的原理。将间隔棒的迎风向两个线夹设置为可旋转线夹，可旋转线夹允许导线在一定角度内扭转，扭转幅度范围为-80°～+80°，在不均匀覆冰偏心自重的作用下易于发生扭转；右侧两根导线由于固定线夹的作用抗扭转刚度较左侧导线大，在不均匀覆冰作用下难以扭转，因此不均匀覆冰现象严重。覆冰形状的不同使得迎风向和背风向导线覆冰的迎风角不同，在风压作用下产生力的方向不再一致，甚至相反，从而防止覆冰导线舞动，另外还有一种为可旋转线夹是对称分布的。带可旋转线夹的导线间隔棒是在传统导线间隔棒的基础上设计发明的，不但具有防止覆冰导线舞动功能，而且完全具备传统导线间隔棒的所有性能和特点。
3.3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。
3.4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。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控制作用。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。总之，只有适当地加大地线与线路的垂直与水平距离，那么输电线路就会具有抵御舞动故障的能力。此外，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 结束语
由于我国幅员辽阔，冰雪灾难发生的地点较多，因此发生线路覆冰事故的可能性就较多。为了避免线路覆冰事故对人们生活工作的影响，要对天气状况进行实时的监控，在冰雪灾难到来之前做好防范措施，同时在覆冰事故发生时，相关工作人员也要冷静对待，分析实际情况，采取有效的措施解决事故带来的问题，将维护电网的正常运行视为己任！
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论文作者:王凯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
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