摘要：近些年来，随着我国冬季气候的不断变化，风、雪、雷电、洪水等自然灾害情况逐年增多。伴随着风、雪灾害的发生，由此带来的衍生现象———输电线路导线舞动的危害日趋严重。近年来，全国许多地方曾发生高压输电线路舞动现象，经济损失严重，严重威胁输电线路的安全稳定运行。因此开展输电线路舞动机理研究，寻找切实有效的线路舞动治理方法，对防止或减少煤矿供电事故的发生、提高供电的安全可靠性具有重要的社会效益和经济效益。
关键词：架空输电线路；舞动原因；防治措施
引言
我国煤矿分布广，矿用输电线路使用广泛，在恶劣环境和气候条件的影响下输电线路会经常发生舞动。这种输电线路的低频、大振幅舞动，会导致煤矿输电线路产生金具损坏、相间闪络，甚至断线、倒塔等事故，造成极大的经济和社会损失。分析输电线路舞动的原因，并针对输电线路的舞动提出了防治措施，取得了有效防治线路舞动的效果。
1舞动的规律
由于煤矿的高压输电线大部分位于空旷远离市区的地方，在冬季，冰很容易覆盖到煤矿输电线的表面之上，输电线的重心就会随之发生变化，舞动借助这种条件极其容易发生。当输电线上受到的风速持续大于5m/s，并且风的方向和输电线的角度超过直角的一半度数，舞动的发生就会对输电线产生不良影响。舞动造成输电线上下飞动，所呈现的是椭球体，此时输电线也会发生扭动，造成输电线的扭结。通过对输电线舞动的情况进行了长时间地研究和观测之后，归纳出如下关于输电线舞动规律：（1）输电线的舞动具有特殊气象条件和地区性的特性，当输电线处在一样的气象条件和地理的环境中，很多条线路就可能同一时间发生舞动现象。（2）档距大的线路发生舞动的事例较多，高压输电线路的舞动也比较多。（3）由于输电线舞动而造成的事故主要包括接地短路和输电线之间的短路，所造成的损失包括电弧烧伤、断股断线、杆塔损坏、倒塔、防振锤或间隔棒损坏。（4）舞动受地形地物影响较大。当线路前方有树林、森林屏蔽或气流受到扰动时，舞动发生较少，线路与风向的交叉角在45°～90°时易发生舞动。（5）风速与气温对舞动也会产生影响。舞动发生的频度与风速成正态分布，其中心风速为15m/s，其中最小风速为4m/s，最大风速为25m/s。
2影响输电线舞动的因素
据有关资料和通过实地观察发现，发生舞动的一个共同特点，即线路电压等级高、档距大、输电线粗、覆冰厚、冰层质量大，则舞动愈益严重，相应的舞动幅度也愈大。造成输电线舞动的因素很多，多种因素一起作用于输电线，舞动情形繁多。影响输电线舞动的扩展和激发的主要因素体现在以下几个方面，即输电线运输方向、输电线的位置、气候以及输电线路自身的特点和要求。具体概括如下：
2．1煤矿输电线路走向的影响
输电线横截面模型的仿真与试验都是依照模型的轴线方向与垂直风向开展的。如果输电线路走向与风向的角度不为0°，风在垂直方向上的分量会引起输电线的舞动，而风在平行方向的分量不会导致舞动的产生。一段输电线发生舞动的情况是由风的方向和输电线的角度决定的，由于冬季温度低、风速大，输电线上会有冰覆盖，并且风也会对输电线带来影响。这里所说的风向，是指输电线覆冰时的风向。在我国大部分地区冰雪天气以北风居多数，因而东西走向的线路就可能发生输电线舞动。对于研究对象，当风向和输电线的走向相反，冬季常年为北风，与输电线的轴线的夹角不为0°，此时输电线的舞动就时常发生。
2．2煤矿地势和地形对输电线造成的影响
输电线路形成舞动的最重要原因是线路的架放位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与平地和丘陵或者山区所在的地区相比，同样的天气条件，开阔平原地区的风速相对来说比较大，因此就更加易形成稳态风，输电线舞动也就更容易发生。风速会随着离地距离的不同而变化，这两者之间所呈现的规律，就是风速梯度。地面会对风速造成一定的消减，与地面的距离越近，风速就越低；当输电线与地面的距离超过300m的高度才能忽略其作用。
2.3冰风特质对煤矿输电线的影响
对输电线路来说，风和覆冰雪是造成输电线舞动最主要的外界激励源。它们的形态及产生不仅与气象因素密切相关联，并且彼此之间又相互产生影响，进而影响空气的动力形态。当温度过低时，空气里面的小水滴会形成雨水，由于重力作用下降时，落到输电线路上就会结冰，黏在输电线的表面，进而形成一层层覆冰，当冰的厚度达到一定程度就会对输电线路形成包裹。外界自然因素的不确定性和复杂性，可以应用已有的经验数据资料对输电线路的舞动进行分析研究。
2．4参数和线路结构对煤矿输电线的影响
相对于自然气候和输电线路所处位置等外因，输电线路舞动的内因就是输电线的工程要求以及制作工艺。这些因素主要包括：输电线的类型（单输电线或分裂输电线）、弧垂、张力、档距以及输电线的特性和参数等。
3输电线路防止舞动的方法
为了防止输电线路舞动，一般都采取抗舞、避舞和抑舞三种措施。
3．1合理选择线路的走向和路径
在技术经济指标允许的条件下，选取合理的路径和线路走向。①新建的线路应尽量避开强舞动、舞动多发的地区，尽可能避开冻雨地带或雨淞地带。②尽量避开冬季多风、电线易覆冰且风相与线路的交角接近于正交的开阔江河、峡谷、山脊和迎风山坡等易舞动的地段。③在平原开阔地带搭线时，应尽量避免线路走向与冬季主风向的夹角过大，一般要小于45°为最好，也就是说夹角越小越不容易发生舞动。
3．2抗输电线舞动的措施
抗舞动的措施是在无抑舞动措施的情况下通过增加线路的机械强度来抵抗电线舞动带来的危害，使线路在发生舞动时不被损坏并且能够保持安全运行，一般可以通过以下几个方面进行：①提高杆塔的机械强度紧固铁塔螺栓，防止倒塔断线事故，加装防松螺栓；同时要考虑由于加装防舞动的设施，使得输电线的自重增加5%时对铁塔垂直载荷的影响和输电线弧垂增大时对塔高造成的影响，增强铁塔的强度。②提高绝缘子串的安全系数当线路发生舞动时将会产生巨大的动态载荷，绝缘子串就会首当其冲，根据各地发生舞动事故的分析，绝缘子串（包括金具）舞动所造成的损坏是最为普遍的现象。因此，为了提高输电线抗舞性能，应该特别加强绝缘子串。新建的线路可以根据工程的实际情况在易舞动地区把绝缘子串的安全系数适当地增加。为了降低由于应张力的变化而造成的振动幅值的变化，可以加重绝缘子串的质量，也可以选用呈V型的绝缘子串，进而可提高抗舞性能。③提高金具的强度随着绝缘子串的安全系数的增加，与之相匹配的金具也应提高其安全系数，也可采用具有抗舞动性能的金具。此外，由于舞动所造成的磨损会使得金具失效，因此可采用耐磨金具来提高抗舞能力。当线路加装防舞装置以后，应进行应力、线路弧垂的校对。而对于500kV及其以上等级的线路还应该注意防舞器的防电晕性能等。
结语
在一定的气候条件下，一定的风速、风向及导线的迎风面覆冰增加是导线舞动的主要原因。宜加强观测，确定舞动易发地区，可以加装相间与线间间隔棒预防导线舞动；根据档距的不同加装导线防震锤及防舞器等。在新线路设计时，可以改进铁塔的走向、注意塔型的选用，同时在线路舞动区域采用先进的监控手段对线路导线振动状态进行监测，并进行数据积累和分析，为采取最佳防舞措施提供更好的方案。
参考文献：
［1］刘振亚．特高压电网［M］．北京：中国经济出版社，2005．
论文作者:赵震,胡晟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：输电线论文; 线路论文; 风速论文; 发生论文; 绝缘子论文; 风向论文; 煤矿论文; 《基层建设》2019年第13期论文;