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架空輸電線路導(dǎo)線舞動原因分析及防治措施

文檔作者：張平文檔來源：內(nèi)蒙古超高壓供電局		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月02日
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上一篇：架空輸電線路的運行維護(hù)及防雷措施

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2 0 0 9 年第2 7 卷第5 期
內(nèi)蒙古電力技術(shù)
I N N E R M O N G O L IA E L E C T iK I C P O W E R
嚴(yán)
析
采
架空輸電線路導(dǎo)線舞動原因分析及防治措施
C a u s e A n a l y s i s O i l O v e r h e a d T r a n s m i s s i o n L i n e G a l l o p i n g a n d i t s P r e v e n t i o n M e a s u r e s
張平
( 內(nèi)蒙古超高壓供電局， 內(nèi)蒙古烏蘭察布0 1 2 1 0 0 )
近十年來， 輸電線路發(fā)生導(dǎo)線舞動的情況明顯
增多，
一旦因大面積舞動導(dǎo)致線路頻繁跳閘甚至斷
線倒塔事故， 會造成大面積的停電， 影響電網(wǎng)安全穩(wěn)
定運行。因此， 防止導(dǎo)線舞動已成為目前輸電線路急
需解決的關(guān)鍵性問題之一
。
導(dǎo)線舞動是導(dǎo)線振動的一種， 它不同于微風(fēng)振
動， 而是一種低頻高幅振動， 這種振動與架空線同有
頻率諧振， 振幅很大， 在大檔距中有的達(dá)十幾米， 導(dǎo)
線沿風(fēng)偏后的平而內(nèi)做垂直方向運動。導(dǎo)線舞動時
并不是1 個『F 弦波滑導(dǎo)線傳播， 而是在1 個檔距內(nèi)
有2 個( 或1 個或多個， 大多數(shù)是2 個) 點振幅最大，
不停地振動， 見圖1 所示。
1 舞動對輸電線路的影響
( 1 ) 導(dǎo)線的舞動幅度比較大， 造成線路閃絡(luò)是
最常見的故障。由于導(dǎo)線舞動發(fā)生在多個檔距內(nèi)， 如
果發(fā)生線路跳閘情況， 則會在很長一段時間內(nèi)頻繁
跳閘． 迫使該線路退出運行。
( 2 ) 導(dǎo)線舞動會造成線路金具及絕緣子損壞。
由于導(dǎo)線舞動時， 導(dǎo)線會沿著線路方向來回竄動， 懸
垂絕緣子串順線路方向擺動， 使各種金具連接處發(fā)
生滑動磨擦。當(dāng)絕緣子串越短時， 由于金具之間磨擦
相對較大， 因此磨損越嚴(yán)重， 特別是架空地線線夾船
圖l 導(dǎo)線舞動示意圖
體的凸軸處尤為嚴(yán)重。
2 輸電線路典型舞動跳閘事故
2
( 1 ) 2 0 0 3 — 0 2 一10 、0 3 — 0 5 ， 三峽送出湖北境內(nèi)的
5 0 0 k V 龍王卜、斗雙等輸電線路發(fā)生了2 次強烈的舞
動， 最大振幅超過7 I n ， 最長持續(xù)時間約1 0 h 。舞動
造成金具( 包括鐵塔螺栓) 嚴(yán)重磨損、斷裂、脫落， 導(dǎo)
線斷股、脫落， 同時導(dǎo)線對地線放電， 線路跳閘， 送電
被迫中斷。
( 2 ) 2 0 0 3 — 1 l 一0 5 — 0 6 。內(nèi)蒙占5 0 0 k V 永豐線
I 、Ⅱ 同輸電線路發(fā)生強烈舞動， 最大振幅達(dá)8 m 。
由于四分裂導(dǎo)線成為1 個整體進(jìn)行舞動， 所產(chǎn)生的
縱向應(yīng)力非常大， 對耐張桿塔強度起到了破壞作用。
在桿塔附近可以聽到“ 咯吱、咯吱” 的響聲， 橫擔(dān)左右
擺動， 塔身也相應(yīng)擺動， 線路導(dǎo)線舞動過后， 在塔附
近地面發(fā)現(xiàn)7 0 多條螺栓， 這些螺栓有的是被磨損后
【收稿日期1 2 0 0 9 — 0 7 — 0 9
【作者簡介】張平( 1 9 7 2 一) ， 男， 內(nèi)蒙古人， 助理工程師， 技師， 現(xiàn)從事5 0 0 k V 輸電線路帶電檢修工作。
1 2 內(nèi)蒙古電力技術(shù)2 0 0 9 年第2 7 卷第5 期
剪斷的， 有的是螺帽退出后掉到地上， 幾乎全部螺栓
的螺扣大部分都被磨平。部分耐張塔橫擔(dān)塔材扭曲
變形， 導(dǎo)線間隔棒有斷裂和松動現(xiàn)象， 跨越檔導(dǎo)線斷
股、防振錘脫落。送電被迫中斷， 進(jìn)行搶修， 更換了數(shù)
千米的導(dǎo)線及大量的金具。
( 3 ) 2 0 0 3 — 0 2 — 0 9 一1 0 ， 河南電網(wǎng)1 3 個地市出現(xiàn)
大風(fēng)、暴雪等惡劣天氣， 引發(fā)線路導(dǎo)線大面積舞動，
振幅達(dá)5 - 6 I n ． 造成豫南、豫東地區(qū)1 7 條2 2 0 k V 線
路、1 5 條J 】0 k V 線路、1 9 8 條1 0 k V 線路跳閘。
( 4 ) 2 0 0 4 一1 2 — 2 0 — 2 8 ． 華中地區(qū)自北向南出現(xiàn)
了歷史上罕見的雪淞和雨雪天氣， 局部地區(qū)出現(xiàn)暴
風(fēng)雪， 湖北荊門境內(nèi)1 1 0 ～ 5 0 0 k V 不同電壓等級的
輸電線路發(fā)生了大規(guī)模的導(dǎo)( 地)線舞動， 造成線路
跳閘、絕緣子損壞、金具損壞等惡性事故， 嚴(yán)重威脅
到華中電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
( 5 ) 2 0 0 4 — 0 2 — 2 l 一2 2 ， 遼寧省大部分地區(qū)雨轉(zhuǎn)
雪同時伴有大風(fēng)， 氣溫驟降， 導(dǎo)致輸電線路覆冰、導(dǎo)
線嚴(yán)重舞動。遼寧省的沈陽、大連、遼陽、營口、撫順、
鞍山、彘錦7 個城市相繼出現(xiàn)了不同程度的停電事
故， 造成廠巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
( 6 ) 2 0 0 7 — 0 2 — 2 7 — 0 3 — 0 4 ， 華北地區(qū)遭遇罕見
大雪， 造成5 0 0 k V 緊湊型輸電線路海萬線I 、Ⅱ 回
導(dǎo)線舞動故障跳閘， 對整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造
成嚴(yán)重威脅。線路舞動后出現(xiàn)了耐張引流板斷裂． 分
裂導(dǎo)線子導(dǎo)線打扭， 導(dǎo)、地線有放電燒傷等現(xiàn)象。
( 7 ) 2 0 0 8 — 0 1 一0 2 ， 我國南方地區(qū)電網(wǎng)發(fā)生大面
積冰災(zāi)。持續(xù)的雨雪冰凍天氣導(dǎo)致絕緣子嚴(yán)重覆冰、
覆冰產(chǎn)乍過荷載、不均勻覆冰等情況， 造成倒塔斷
線、冰f^J 跳閘、導(dǎo)線舞動、設(shè)備損壞、電網(wǎng)解列、大面
積停電等冰災(zāi)事故。湖南、江西、貴州、浙江等地區(qū)的
電網(wǎng)受損尤為嚴(yán)重，、
( 8 ) 2 0 0 9 — 0 4 — 2 0 — 2 4 ， 河北省張家口境內(nèi)5 0 0
k V 緊湊型輸電線路沽太線因?qū)Ь€舞動造成線路故
障跳閘， 后查明原因為導(dǎo)線覆冰引起舞動。當(dāng)時為雨
災(zāi)雪天氣， 伴有5 - 6 級西北風(fēng)， 氣溫在? 2 6 cI=。
3 導(dǎo)線舞動原因分析
3 ． 1 氣象條件分析
導(dǎo)線舞動是在某種特定的氣象條件與線路所處
的地理環(huán)境、線路自身的各種參數(shù)結(jié)合到一起而發(fā)
牛的， 這些條件組合極其復(fù)雜。
一般情況下， 發(fā)生導(dǎo)
線舞動的氣象條件是：導(dǎo)線有覆冰、風(fēng)力5 級以上、
風(fēng)向與線路方向夾角大于4 5 。
。但是， 目前尚沒有人
能夠精確地測定出發(fā)生舞動的條件。因為從觀測到
的舞動現(xiàn)象來看， 有許多無法解釋的現(xiàn)象。例如：多
數(shù)導(dǎo)線上有覆冰時產(chǎn)生舞動， 可有時導(dǎo)線上沒有覆
冰也發(fā)生舞動：在同l 檔距內(nèi)只有J 相導(dǎo)線舞動， 有
時有2 相導(dǎo)線舞動， 也有3 相導(dǎo)線同時舞動；架空地
線發(fā)生舞動而導(dǎo)線不動， 有時架空地線不動而導(dǎo)線
卻在舞動：在同塔雙回的線路中， 只有l(wèi) 回或某l 相
舞動， 而另l 回不舞動；在1 個耐張段中其中1 個檔
距在舞動。而相鄰的檔距卻不舞動；單導(dǎo)線能發(fā)生舞
動． 四分裂導(dǎo)線也能發(fā)生舞動；5 0 0 ～ 1 0 k V 線路都能
舞動；電氣化鐵路上的導(dǎo)線也能舞動；帶電線路能舞
動， 停電線路也能舞動。
綜合上述情況來看， 風(fēng)和覆冰是發(fā)生導(dǎo)線舞動
的必要條件， 而且風(fēng)必須與線路方向有4 5 。以上的
夾角。氣溫、電流等條件則不是必要的， 當(dāng)覆冰出現(xiàn)
時． 氣溫必然由零上降至零下． 這種降溫天氣條件
下， 常伴有一定的北( 偏北) 風(fēng)( 這與我國所處的地理
位置有關(guān)， 南半球則是南風(fēng)) 。所以說， 當(dāng)有覆冰出現(xiàn)
時， 發(fā)生導(dǎo)線舞動的概率最大。
3 ． 2 力學(xué)角度分析
( 1 ) 當(dāng)導(dǎo)線上有覆冰時，
一般的覆冰都是在受
風(fēng)側(cè)的上半部有截面為月牙狀的冰， 致使導(dǎo)線截面
不呈圓形。當(dāng)風(fēng)垂直作用于導(dǎo)線上時( 如果風(fēng)與導(dǎo)線
有一定夾角， 那么可以將風(fēng)分解為垂直于導(dǎo)線和平
行于導(dǎo)線的2 個力) 。由于覆冰的存在， 這個力使導(dǎo)
線有1 個向下的作用力( 如圖2 所示) ， 使導(dǎo)線向下
運動， 導(dǎo)線張力變大， 并使導(dǎo)線有1 個向上的反作用
力， 使導(dǎo)線向上運動， 并通過平衡點，．此時， 在導(dǎo)線的
重力與風(fēng)力的作用下， 又向下運動， 這樣便形成了
“ 彈簧效應(yīng)”
。當(dāng)這個頻率與導(dǎo)線的固有頻率成整數(shù)
倍時， 可以使風(fēng)的能量不斷積累， 導(dǎo)致導(dǎo)線振幅不斷
增大， 形成舞動。由于風(fēng)不斷地吹， 能量不斷地補充，
使導(dǎo)線舞動能夠持續(xù)進(jìn)行， 直到某一條件發(fā)生變化
時， 才使導(dǎo)線舞動停止。
(2 ) 當(dāng)風(fēng)向與線路方向平行時， 如果風(fēng)與導(dǎo)線
有一定夾角， 那么可以將風(fēng)分解為垂直、平行于導(dǎo)線
的2 個力。由于導(dǎo)線都有弧垂。在檔距的一半風(fēng)吹導(dǎo)
線的下表面， 檔距的另一半風(fēng)吹導(dǎo)線的上表畫． 同樣
可以將風(fēng)作用于導(dǎo)線的力分解成垂直和平行于導(dǎo)線
的力。如圖3 所示， 垂直于導(dǎo)線的力可以使導(dǎo)線向上
或向下運動。此種解釋適用于導(dǎo)線沒有覆冰時產(chǎn)生
的舞動。
( 3 ) 如果導(dǎo)線上有覆冰， 而且風(fēng)向與導(dǎo)線既不
平行也不垂直， 而是有一定的夾角， 那么上． 述2 種情
2 0 0 9 年第2 7 卷第5 期內(nèi)蒙古電力技術(shù)1 3
分解成平行于冰面的力
圖2 風(fēng)向垂直作用于導(dǎo)線上時力的分解圖
導(dǎo)線垂直于導(dǎo)線的分力平行于導(dǎo)線的分力
平行于導(dǎo)線的分力垂直于導(dǎo)線的分力
圖3 風(fēng)向順線路方向時力的分解圖
況同時存在， 所以發(fā)生導(dǎo)線舞動的機會就更大些。圖
3 也說明了為什么在1 個檔距中有2 個最大振幅點
的原因。
從以上分析中得出結(jié)論： 導(dǎo)線舞動完全是一種
機械運動， 而與電場無關(guān)， 其能量的來源是風(fēng)， 導(dǎo)線
獲得的能量與消耗的能量相同時， 就如同彈簧一樣，
可以做往復(fù)運動． 直至風(fēng)力減小。
4 采取的預(yù)防措施
( 1 ) 加裝相間問隔棒和線問回轉(zhuǎn)式間隔捧， 見
圖4 。這種方法已在5 0 0 k V 緊湊型線路海萬I 、Ⅱ回
線路卜試用， 效果很好。安裝卡f】問間隔棒后， 可以減
輕導(dǎo)線舞動幅度， 同時也可以避免導(dǎo)線之問互相靠
近造成相間閃絡(luò)。在每相六分裂導(dǎo)線_J ：隔段安裝回
轉(zhuǎn)式問隔棒， 能夠起到限力和降低共振的作用。
( 2 ) 任5 0 0 k V 舞動區(qū)內(nèi)的線路上根據(jù)檔距的
不同加裝導(dǎo)線雙擺防舞問隔棒， 見圖5 。2 0 0 3 一I l ～
0 5 — 0 6 該措施應(yīng)用于5 0 0 k V 永豐I 、Ⅱ 回線路舞
動區(qū)域內(nèi)． 應(yīng)用后至今未發(fā)生導(dǎo)線舞動現(xiàn)象。
( 3 ) 在阻尼問隔棒上加裝重錘裝置， 起到吸收
振動能量、減振的作用。在一般檔距下增加問隔棒的
安裝數(shù)量． 縮小間隔棒的距離， 起到防舞動目的。，
( 4 ) 吸取2 0 0 8 年南方電網(wǎng)5 0 0 k V 線路因舞動
發(fā)生的斷線、倒塔事故， 在線路設(shè)計t 采取“ 避、抗、
融、改、防” 的五字方針， 提高線路的抗舞動能力， 同
時也要提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性。
( 5 ) 在線路運行中根據(jù)線路具體覆冰情況按照
圖4 安裝的相間間隔棒及線間回轉(zhuǎn)式間隔棒
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圖5 導(dǎo)線雙擺防舞間隔棒
“ 電流溶解法” 和“ 機械打落法” 來消除導(dǎo)線上的覆
冰， 達(dá)到防舞動目的。
5 結(jié)論
在一定的氣候條件下，
一定的風(fēng)速、風(fēng)向及導(dǎo)線
的迎風(fēng)面覆冰增加是導(dǎo)線舞動的主要原岡。宜加強
觀測， 確定舞動易發(fā)地區(qū)． 可以加裝相問與線問問隔
棒預(yù)防導(dǎo)線舞動， 根據(jù)檔距的不同加裝導(dǎo)線防振錘
及防舞器等。在新線路設(shè)計時， 可改進(jìn)鐵塔的走向、
注意塔型的選用。進(jìn)一步開展5 0 0 k V 線路導(dǎo)線振動
測量一r 作， 在線路舞動區(qū)采用先進(jìn)的臨測手段對線
路導(dǎo)線振動狀態(tài)進(jìn)行臨測， 并進(jìn)行數(shù)據(jù)積累和分析，
為今后選擇最佳防舞動方案提出更好的解決對策。
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編輯：郭昆

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