摘要:架空输电线路导线在特殊条件下产生的舞动,给线路的安全运行带来了很大的影响,本文对架空输电线路导线舞动产生的原因进行分析,提出几种防舞动的措施。
关键词:架空输电线路;防舞动;措施
1 概述
架空输电线路上,由于结冰和落雪而使导线截面变得不对称,故在强风下,导线便产生了大幅度的椭圆轨迹的上下振动,这样就形成了导线舞动,这种舞动能够导致相间短路,使导线张力变化很大,还能使杆塔、绝缘子等损坏。因此,导线舞动引起电气和机械故障,在世界上被认为是架空线路的严重问题。
2 导线舞动起因及特点的分析
(一)导线覆冰舞动的气象成因
(1)温度一般在-4℃~4℃之间;
(2)风力需在3~4级,不超过6级;
(3)小雨或毛毛细雨转雪;
(4)湿度在90﹪~95﹪左右。
(二)导线发生舞动与结冰的程度
(1)覆冰质量透明坚硬,舞动时不容易脱离;
(2)覆冰厚薄不均,破坏了导线的稳定性;
(3)导线覆冰呈椭圆形,形似机翼,在现场观察到,导线的迎风测冰层厚,而背风侧冰层薄;导线粗的覆冰厚,导线细的覆冰薄;
(4)覆冰重量适宜,过轻过重都不行。
(三)导线覆冰舞动的理论分析
一般认为导线舞动时,有下述情况:
(1)引起导线舞动的覆冰应是椭圆形,且覆冰层不宜过厚、过重,冰层大约在5~30mm之间,形似机翼,受风后易于浮动。
(2)导线覆冰舞动,必须有风,但风力不能过大,一般应维持在3~5级之间,风向应和导线垂直线或稍有角度,这时导线受力最大,易于浮起。
(3)线路固有频率与风吹频率一致,激起共振,促进导线舞动。
(4)导线覆冰舞动,与导线温度有关,也就是与本身所带负荷有关,温度高不易结冰;温度低,导线才能结冰给舞动创造条件。
(四)导线覆冰舞动的规律和特点
(1)导线覆冰的方向,一般规律是垂直上下舞动。个别高电压、大截面的分裂导线,除上下舞动外,自身还有扭摆,运动轨迹为椭圆形。
(2)导线覆冰舞动的波长和频率,与导线的粗细、档距的大小有关。根据现场实际观测,导线粗的波长长、频率低;导线细的波长短、频率高。一般3~4个半波,频率0.3H左右,个别一个半波。
(3)导线覆冰舞动幅值,一般情况是:电压高、档距大、导线粗、冰层重量适宜的,舞动幅值较高,反之就差一些。
(五)导线舞动的能量及其破坏力
导线覆冰后引起舞动,其能量来源主要是风能,有风能的作用,破坏了导线的稳定性。这个能量的大小如何确定,有待研究。根据现场观擦,导线舞动后,导线、铁塔头和横担左右摆动,而且发出喳喳的响声,发现有些设备损坏。可见导线覆冰舞动能量是不少的,具有一定的破坏力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据实地观测分析可以认为:
导线粗、档距大、波幅高的覆冰舞动产生的能量大;
导线细、档距小、波长短、频率快的舞动,能量虽然不大,但由于波动次数多,
设备容易疲劳和损坏。
3 导线舞动的对策
防止舞动有效办法是避开舞动的地区,但这种做法是很昂贵的,将增加线路投资。当输电线路不能避开舞动地区时可采用下面两种方法。
(一)设计上采取措施
电气方面:通过相间间隔棒形成一个适合的相间距离等方法。
机械方面:要进一步增加杆塔金具和绝缘子的强度。
(二)抑制舞动
安装控制导线舞动装置。尽管各种抑制舞动的各种方法都是有效的,而安装控制导线舞动装置是最好的一种方法。
4 导线舞动的防治措施
(一)导线缠绕胶带层法
绞线各股线之间空隙会产生一种随风速和迎风角而迅速变化的升力,这些升力及阻力的斜率可通过光滑导线的外形而得到改善,于是他们在大跨越导、地线上用宽5m的聚氯乙烯粘胶带进行了双层叠包,从而使导、地线变得十分光滑。实际运行证明,这种光滑导线从此消除了大跨越导线的舞动。
(二)扰流线
对各种不同直径的聚氯乙烯干扰线、布局不同的试验档以及各档不同数量的干扰线进行了实测研究,以检验扰流线在减轻、消除舞动方面的效果。扰流线一般为线档长度的1/4左右,而扰流线是各种直径、全长为5m、节距约2m的聚氯乙烯棒。扰流线的试验是十分成功的,它能显著而有效地抑制导线舞动和微风振动的振幅。
(三)空气动力阻尼片
空气动力阻尼片的防舞装置,是一些长度为0.07~0.12倍档距、宽度为0.5~1.0倍导线直径的平板,它能干扰导线周围气流并改变导线的空气动力特性,同时,可使覆冰导线具有更稳定的空气动力断面。跟踪观测表明,这些阻尼片有明显的阻尼效果,使单导线的舞动振幅减少了5倍,而使分裂导线舞动振幅减少了2~4倍。
(四)失谐摆
失谐摆装置是使导线扭振固有频率偏离同一阶次垂直振动频率,从而达到控制舞动的目的。失谐摆的外形与分裂导线数相适应,安装在档距导线上或分裂导线间隔棒上的失谐摆应根据单导线或分裂导线的扭转刚度来确定其数量、重量和臂长。
(五)相间间隔棒
在220kV线路上的安装2000根相间间隔棒以及在500Kv线路上安装500根相间间隔棒的线档从未出现过金具、绝缘子的损坏,也从未出现过因导线舞动而引起的故障。因此,相间间隔棒的防舞效果及优越性是显著的。
(六)集中防振锤
集中防振锤的主要作用是增加分裂导线的扭转刚度,防止扭振频率与垂直频率耦合并消耗致舞能量。并用间隔棒将上述集中防振锤固定,以提高导线系统的稳定性。
(七)根据有关资料可考虑采取的措施
1.拆除分裂导线的间隔棒。
2.失谐间隔棒。
3.改进线夹结构。
4.提高导线温度,使覆冰松软脱离。
参考文献:
[1]刘华.架空输电线路导线舞动及防治技术分析[J]科技促进发展,(S1):203-204
[2]王清葵.送电线路运行和检修,ISBN 978-7-5083-1725-0
作者简介:
王晓义(1975—),女,本科,副高级工程师,现从事输电运检工作。
论文作者:王晓义
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签:导线论文; 线路论文; 频率论文; 间隔论文; 冰层论文; 冰舞论文; 阻尼论文; 《电力设备》2018年第34期论文;