（辽宁省送变电工程公司 辽宁沈阳 110021）
摘要：高压输电线路是地区电网的重要组成部分，其运行质量对安全供电有着重要影响。野外输电线路相间绝缘主要是靠空气，其绝缘距离随电压等级的升高而增大，导线间必须保证一定的安全距离。在天气寒冷地区，覆冰舞动是影响导线间绝缘距离的重要因素。舞动是输电线路导线因覆冰形成非圆截面，在水平方向风作用下诱发产生的一种低频、大振幅的自激振动。输电线路一旦发生舞动，将造成诸多危害。基于此，文章对线路舞动的原因进行分析，并提出相应的应对方法。
关键词：输电线路；舞动；覆冰；防舞装置
引言
我国幅员广阔，很大一部分地处寒带，覆冰积雪非常常见，这本是一种非常美丽的自然景观。但覆冰发生在输电线路上，则会带来很大的隐患，甚至造成灾害。输电线路发生覆冰容易引起导线舞动、杆塔倒塌、断线等问题，影响群众正常用电。近几年来，我国高寒地区由于输电线路覆冰导致导线舞动的现象时有发生，跳闸短路造给电网带来了巨大损失。输电线路覆冰导致导线舞动，严重威胁着电力系统的安全运行，电力部门相关工作人员需要高度重视，了解其发生的原因，采取应对措施，尽可能避免发生导线舞动。新建输电线路需从设计、施工、运行管理等多方面综合施策，才能从根本上降低覆冰导线舞动发生的机率。
1线路覆冰舞动的机理
1.1垂直舞动机理
公式中，αk和ωk分别为导线第k阶扭振腹点振幅和圆频率，V0为与线路走向垂直的水平风速，θ0为初始攻角。
1.3偏心惯性耦合失稳机理
除垂直振动和扭转振动外，覆冰导线还存在偏心惯性。它将引起攻角变化，使相应的升力对横向振动形成正反馈，加剧横向振动。此为偏心惯性耦合失稳机理，是最全面的模型，分别从垂直、水平和扭转振动3个自由度进行分析，在舞动的仿真模拟、舞动影响因素的定性分析方面具有广泛的应用。
2 导线覆冰舞动原因分析
2.1气象条件
输电线舞动的形成需要特定的条件，一般在上年12月至次年3月多发，特别是在初春和初冬最易发生。输电线路舞动形成的机理比较复杂，涉及到气象因素、地理环境、线路路径走向、导线受力条件等。舞动形成的基本条件是导线表面覆冰不平衡，在覆冰不平衡条件下，温度在0~-5℃，风速在5~16m/s，风向与线路走向的夹角大于45°，舞动极容易发生。输电线路舞动还与导线的弛度有关，同一条线路的不同区段，可能会因为导线驰度的不同，有些段会发生线路舞动，有些段则不会。一般松弛、张力较小的线路舞动发生的可能性较大。从统计数据看，输电线路舞动与常年的风向有关，东西走向的输电线路更容易发生舞动，舞动多发地段一般位于开阔地或风口。参数基本相同的输电线路会因为走向、所处位置的不同，发生舞动的程度也不一样。
2.2线路结构与参数
在同样的外界工况下，输电线路的档距、导线分裂数和导线直径对导线舞动发生的概率及幅值有直接影响。对于单根导线，随着档距的增大，导线舞动幅值先增加后减小；而对于分裂导线，随着档距的增大，舞动幅值随之增大。导线分裂数越多、直径越大，导线扭转刚度则越大，导线上出现不规则覆冰的概率越大，从而更容易引发导线舞动。
3 输电线覆冰舞动的危害
输电线路的大幅度震动会产生很大的能量，这对导线本身、线路杆塔、以及线路上的相关设备会造成一定程度的损坏，持续时间较长时会给输电线路的安全运行埋下巨大的安全隐患。导线不断震荡，其能量不断的在重力势能和动能之间转化，这会增大导线的负荷。当震动比较剧烈时，导线甚至会因受力过大而断裂；当线路覆冰舞动时，线路杆塔两侧所受张力一般也不平衡，杆塔间导线势能与动能的不断转化使杆塔上形成很大的横、纵向应力。当应力超过杆塔承受的范围时，导线会出现断落冲击杆塔，甚至造成杆塔的倾倒；在线路不断震荡时，也会使线路绝缘子等金具等到连续冲击而不断损耗，这个过程发生的可能相对缓慢，但也会对输电线路的安全运行产生很大的安全隐患，同样不能忽视。总之输电线路的覆冰舞动是一个严重的潜在隐患，会极大地降低线路运行的可靠性和安全性。由于线路杆塔之间距离、杆塔高度、导线结构、所处环境、气候条件、电压等级以及风力大小的不同，输电线路覆冰舞动的危害程度也不一样。若220kV及以下输电线路舞动幅值大于3m时，则会造成线路碰闪跳闸，在220kV以上线路若发生舞动碰闪跳闸，则会产生更为严重的后果，这是线路设计维护需要解决的技术难题
4 线路覆冰舞动的预防措施
对于寒冷阵风季节造成的覆冰舞动事故，应该根据具体的情况坚持“避、抗、防、改”综合考虑的原则，根据不同情况采取相应措施，把事故限制在最小范围。针对线路覆冰舞动问题，提出以下对策：
4.1提高线路强度
输电线路舞动会对导线产生很大的冲击力，而导线是输电线路的主体，其安全性必须得到可靠的保证。为了提高导线在舞动下的安全性，我们需要提高线路设计强度。比如根据地形、风速等环境确定最优的杆塔间距，让导线所受冲击力最小；根据具体环境适当提高导线抗拉强度；根据地区风向合理选择线路走向，减小与风向的夹角；在导线合适的位置加装金具，提高导线抗舞动能力等。在耐张塔转角内外侧均安装跳线串，可抑制耐张串大幅摆动而牵连跳线的摆动，有利于减小跳线对耐张线夹的往复作用力，从而提高耐张线夹抗疲劳性能，减小跳线发生风偏放电的几率。根据耐张塔横担发生损坏的情况，横担加双帽可以在舞动情况下有效防止因螺栓松动导致的杆塔破坏现象。
4.2加装防舞装置
因为线路覆冰舞动的危害很大，现在工程应用中有不少专门抑制舞动的装置，比如相间间隔棒、线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、失谐摆及偏心重锤等。这些装置的配合使用可以很大程度上减少线路舞动的发生。若是某段线路舞动发生的频率高、持续时间长，并且波及范围较大，我们可以加装相间间隔棒，从而减小导线舞动的幅度，增强该段线路的抗舞动能力，提高线路运行可靠性。
4.3提高铁塔安全性
铁塔往往是输电线路安全性最薄弱的环节，一旦杆塔出现问题，连接其上的导线、金具也会落地受损。另外由于铁塔修复周期较长，一旦出现问题对线路正常运行的影响大，铁塔受损抢修及恢复时间较长，而金具、导线及绝缘子可通过库存备品备件缩短抢修时间。从加快恢复通电、减少因停电造成的影响角度出发，在输电线路防舞动设计时，应尽可能提高铁塔的安全性。
结语
综上所述，输电线路覆冰条件下受风力作用容易引起舞动，造成倒杆（塔）、断线和短路等事故，给电力系统的安全稳定运行带来不便。由于地理位置及天气的原因，高寒地带输电线路覆冰舞动现象容易发生，虽然不能战胜雨雪等自然灾害，但是可以在输电线路设计时引入新技术，尽可能的减少输电线路的覆冰舞动现象，保证电力系统的安全稳定运行。电力部门的工作人员要不断的加强学习研究，探索导线舞动现象发生的机理，不断总结和改进，提高输电线路覆冰舞动治理能力和水平。
参考文献：
[1]李永坚.输电线路覆冰舞动分析及防治措施[J].企业技术开发，2015，29：104+107.
[2]黄敏.超高压输电线路覆冰舞动的静态特性研究[D].电子科技大学，2010.
论文作者:刘嘉琦,李权,常中华,林阳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/1
标签：导线论文; 线路论文; 杆塔论文; 发生论文; 冰舞论文; 机理论文; 铁塔论文; 《电力设备》2017年第22期论文;