输电线路防舞动措施和方法论文_曲宏毅,王成涛,林晓东

输电线路防舞动措施和方法论文_曲宏毅,王成涛,林晓东

(国网山东省电力公司检修公司)

摘要:近年来,我国电网和输电技术发展迅速,架空输电线路数量和长度不断增加,同时线路电压等级、输送容量也不断提升。架空输电线路一旦发生舞动,将会给电网安全和社会经济造成重大损失。因此,在建设架空输电线路时有必要深入研究各类防舞动技术,采取相应的防舞动措施。

关键词:架空;输电线路;防舞动;措施

我国地域辽阔,电网基础建设快速发展,近年来,我国因输电线路舞动造成的事故频频发生,造成了巨大的经济损失,也严重的影响了人们的正常用电。2008年初,湖北,河南,江西,山东,湖南等地出现大范围的输电线路舞动,并且持续的时间比较长,范围比较广,舞动地域地形涉及到山区、丘陵和平原。输电线路由于自身的特殊性,具有一定的抗舞动性,在很多情况下并不舞动,但是也有一些记录显示舞动,这些实际上发生舞动的情况都详细的记录。我国大部分省份都存在着舞动的情况。其中黑龙江和山东等省份存在着舞动地带。这条舞动带在每年的春冬两季,东南方北上的暖湿气流和西北方南下的干冷气流在我国中部和东北部相汇,导致这些地方容易形成冻雨,冻雨附着在导线上形成了覆冰,与此同时,中部属平原地区,风力比较强,所以这一片地区满足了舞动形成的两个基本要求(覆冰与风速),经常会出现舞动现象。

1影响导线舞动的因素

1.1线路走向的影响

架空输电线路导线的舞动性与很多因素相关,其工作原理主要是根据风向确定的,一般是风向垂直于线路,当风向垂直于线路时,导线能够承受最大的空气动力,如果风向与线路之间有夹角,那么风向相对于线路来说属于垂直性的,平行线路不会起到一定的作用。由此看来,线路舞动大小主要与风向有关,风向与线路的夹角较大对导线的影响大,夹角小则影响的小。根据某省架空输电线路运行经验,当风向与线路方向夹角为45°~90°时,易发生导线舞动。

1.2地形与地势的影响

地表是具有一定的摩擦性,地表与地面越接近则风速越低,离地面到达一定的高度时,才能够不受到地表的影响。我国的山东地区电压的等级主要是500kV、220kV、110kV,这三个电压等级也是有一定的高度要求的,由此看来,地形和地势主要是对导线的舞动也会产生一定的影响,在工作中不能够忽视。

1.3冰风参数的影响

导线舞动产生及形态不仅与气象因素密切相关,且彼此又互相影响。显然,这些问题具有很大的随机性,在导线舞动研究和进行防舞动设计时,通常向运行维护单位收资或根据统计数据来确定覆冰厚度和设计基本风速。

1.4线路结构参数的影响

导线舞动是有一定的原理的,根据导线舞动的原理,排除一些风向、风速和地形等因素,导线本身的参数和气动代销等影响因素,这些印象因素能够导致导线舞动的扩展。导线结构主要包含几个类型,张力和导线直径,导线的一些固定的特性,这些参数需要一定的经验,上述的因素对导线舞动会产生一定的影响,其中主要分为分裂式影响和导线直径的影响。分裂导线很容易发生舞动,这样对大直径导线很容易发生舞动。

2舞动防治措施

2.1注意覆冰区域与线路走向

从风向特点来看,结冰的季节主要是风向导致的,这些风向与导线轴向产生一定的夹角,夹角大约是45度。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这个夹角的大小与舞动联系紧密,夹角越小,舞动的可能性就越小,不利于舞动的形成。因此,在线路设计时应该考虑这些情况,在条件允许的情况下,避开这些地区。在线路的走向上,应该减小风向与导线之间的夹角,尽量的避开舞动区域,有些情况下很难避开舞动区域,所以要分清哪些线路容易舞动,尽量避开容易舞动的区域。例如一些沙滩地区,还有一些山谷地区和农田区,这些都是很容易发生舞动的地带。在设计线路时考虑这些地形的影响,在容易舞动的地区采取适当的措施。

2.2提高线路的抗舞动能力

舞动时,相临两档间将会产生比较大的不平衡张力,严重时将使导线在悬垂线夹中产生滑移,导线滑移后将会使舞动更为严重,因此,建议在易舞动地区采用双联双线夹绝缘子串,对抑制导线舞动会有一定的效果。采用专门的抗舞动金具,如线夹处加预绞丝可以在舞动发生的情况下,保护导线不受损伤。这也是一种提高导线系统抵抗舞动能力的有效措施。在易发生舞动的地段,增加绝缘子和金具的强度,以提高线路在发生群动时,绝缘子和金具有足够的安全储备。易发生舞动的地段,适当提高铁塔的强度,同时提高铁塔螺栓的强度。一些机械的故障和电气故障最容易给线路带来舞动的危害,根据有关的数据表明,导线舞动的轨迹大概是椭圆形和圆形,导线舞动时,导线垂直的运动距离变大,水平运动的距离就会减小,在容易舞动的地区,导线应该采用水平的方式进行排列。

2.3加装防舞装置

经过多年的实践研究表明,防舞装置虽然得到了快速的发展,但是不同类型的防舞装置应用条件也大不相同,不同的防舞装置所采用的方法和造价都不相同。各种不同的防舞装置可以通过改变导线的结构进行参数的调整,这样能够确保舞动强度的效果,使线路的运行更加安全。

目前经常使用的防舞装置主要是: ①防舞器属于造价较高的那种,主要适用于较为分散的导线,在使用防舞器时应该在微风的条件下进行,这样的防舞效果是最佳的; ②在单导线上有较大的应用,在分裂到线上的应用还应该重点研究; ③双摆防舞器,这类的防舞装置主要是安装更加方便;防止出现舞动的效果更加明显;④防舞相间间隔棒,应用在双回杆塔之间导线导线上下之间连接相间间隔棒,这样能够防止舞动的情况;⑤偏心重锤,适用于分裂导线,应注意对微风振动的影响,防舞效果较好;⑥扰流防舞器(防舞鞭),造价较高,主要用于覆冰较薄的地区,单导线上应用多于分裂导线;⑦阻尼器、减振器,造价较高,对低频舞动较有效;⑧动力减振器,虽说造价很高,但是在国外得到了广泛的应用;⑨线夹回转式间隔棒,防舞效果良好,对线路不会产生负面影响;⑩线夹回转式间隔棒双摆防舞器,防舞效果较好,安装防舞器必须遵循以下原则:①设计一些计算压重来提升原理,使中点的原理不断地升高;②压重的总质量也是有一定的标准的,应该在导线总质量的百分之五左右;③为了能够使防舞效果提高,可以采用分割的原理进行布置,将防舞器布置的较为分散,这样可以减少节点的距离,使节点的距离变得更加相近,减少不对称性,最终消除节距的距离;④在节点处应该遵循一定的原则,采取不相等和分部不对称的原则,使节距之间的距离变进;⑤在节点处布置核心元素,将装置按照一定的分部强度布置,安装导线上需要考虑一定的强度和微风振动的因素,这样有利于防止夹头受到损伤,根据目前的输电线路防舞经验,可以采取集中和分散相组合的模式,将分散装置进行结合分部,布置的位置主要是在2/9、5/12、7/9档距处可有效地抑制1~3个半波的舞动,压重装置还可以布置在1/4、1/2、3/4或1/6、1/2、5/6档距处,这样的好处是能够减少舞动的振幅,使振幅分散开,减少集中负荷带来的压力。

总之,输电线的防舞动的措施有很多,都能够起到很好地作用,在安装中需要认真谨慎,根据实际情况选择适合的方法,这样才能够真正的起到作用。

参考文献

[1]孙珍茂,楼文娟.覆冰导线舞动及防舞效果分析[J].振动与冲击.2010.

[2]黄涛.大跨越高压输电线路非线性舞动理论研究[J].武汉:华中科技大学土木工程与力学学院,2007.

论文作者:曲宏毅,王成涛,林晓东

论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期

论文发表时间:2018/6/13

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