沈慶河，曹繼寶，宋曉東，袁 杰

（1.山東電力研究院，山東 濟(jì)南 250002；2.山東陽谷供電公司，山東 陽谷 252300；3.山東電力集團(tuán)公司，山東 濟(jì)南 250001；4.山東電力超高壓公司，山東 濟(jì)南 250021）

0 引言

2010年1月20日，受強(qiáng)冷空氣影響，山東出現(xiàn)了多年少見的大范圍凍雨、風(fēng)雪天氣，全省氣溫持續(xù)在零攝氏度附近。上午8時(shí)開始山東各海區(qū)風(fēng)力逐漸增大到7～8級(jí)、陣風(fēng)10級(jí)的東北風(fēng)，魯西北地區(qū)、半島地區(qū)和內(nèi)陸湖面也出現(xiàn)了7級(jí)陣風(fēng)，山東中北部降雨逐漸轉(zhuǎn)為雨夾雪轉(zhuǎn)小到中雪，降水量在0～8.2 mm 之間，氣溫由 2～4℃逐漸降到－5～－8℃。

2010年2月28日山東出現(xiàn)大范圍雨雪天氣，魯西北東部、魯中和半島北部降大雪或暴雪，魯東南和半島南部降中雨、局部大雨。上午10時(shí)左右開始下起了小雨，中午12時(shí)多氣溫開始下降，渤海、渤海海峽、黃海北部和中部東北風(fēng)7～8級(jí)陣風(fēng)9～10級(jí)，內(nèi)陸地區(qū)東北風(fēng)4級(jí)左右，陣風(fēng)6～7級(jí)風(fēng)力開始增大，降雨逐漸轉(zhuǎn)為雨夾雪轉(zhuǎn)小到中雪、局部大雪，氣溫由2℃降至－4℃左右。28日6時(shí)—3月1日6時(shí)全省平均降水量14 mm，其中青州最大34 mm，濟(jì)南市區(qū)20.4 mm。截止到3月1日8時(shí)，本次全省雨雪過程結(jié)束。

1 線路跳閘情況

自2010年1月20日8時(shí)18分起至21日6時(shí)止，大風(fēng)造成輸電線路舞動(dòng)，導(dǎo)致山東電網(wǎng)54條220～500 kV線路共計(jì)跳閘122條次，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭受嚴(yán)重破壞。其中，13條500 kV線路跳閘36條次，41條220 kV線路跳閘86條次。跳閘最多的是500 kV濰陽線、220 kV馬午線，分別達(dá)到8次。因蓬沈雙線跳閘，導(dǎo)致蓬萊電廠全停。

自2010年2月28日14時(shí)32分起至3月1日8止，舞動(dòng)導(dǎo)至山東電網(wǎng)13條220～500 kV線路共計(jì)跳閘35條次。其中，7條500 kV線路跳閘26次、6條220 kV線路跳閘9次。

山東電網(wǎng)連續(xù)兩次發(fā)生大面積線路舞動(dòng)，范圍之大、時(shí)間之長(zhǎng)是歷史上從未發(fā)生過的。由于堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和迅速反應(yīng)的應(yīng)急機(jī)制，沒有造成電網(wǎng)解列的重大事故。

2 線路舞動(dòng)跳閘的特點(diǎn)

2.1 相間故障多

連續(xù)兩次大風(fēng)寒潮造成的157次線路故障中，單相故障32次，相間故障125次，分別占20.38%、79.62%。其中，500 kV線路故障中，單相故障39次（62.9%），相間故障 23 次（37.1%）；220 kV 線路故障全部為相間故障。

2.2 同塔雙回線路舞動(dòng)造成的故障多

500 kV舞動(dòng)跳閘20條，其中15條是同塔雙回線路；220 kV舞動(dòng)跳閘47條，其中36條是同塔雙回線路。同塔雙回（或多回）線路發(fā)生舞動(dòng)的比例較高。

2.3 分裂導(dǎo)線舞動(dòng)多

分裂導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)剛度高于單導(dǎo)線，同樣氣候條件下，比常規(guī)線路更易發(fā)生舞動(dòng)事故。我省兩次舞動(dòng)跳閘的67條（其中3條次是發(fā)生在3月1日）線路中有64條是分裂導(dǎo)線。

2.4 線路重復(fù)跳閘次數(shù)多

輸電線路發(fā)生舞動(dòng)后，若天氣條件沒有大的變化，輸電線路會(huì)受到一個(gè)穩(wěn)定的風(fēng)激勵(lì)，在風(fēng)的作用下舞動(dòng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)造成重復(fù)跳閘或重合不成。1月20日和2月28日發(fā)生跳閘的有38條線路重復(fù)跳閘，500 kV濰陽線和辛聊Ⅰ線各跳閘8次，濰嶗線跳閘7次；220 kV馬午線跳閘8次，馬李線跳閘7次。舞動(dòng)區(qū)段較小的，故障點(diǎn)集中；舞動(dòng)區(qū)段較大的，故障點(diǎn)分散。

2.5 500 kV單回線水平布置的線路跳閘特點(diǎn)

500 kV單回線水平布置的線路相間距離較大，導(dǎo)線舞動(dòng)造成相間短路的幾率小，但易造成引流線對(duì)塔身放電，尤其是中相繞跳式的引流線。淄濰線83號(hào)和濰陽線49號(hào)均為中相引流線、濰嶗線55號(hào)塔為右相引流線對(duì)塔身放電。

3 舞動(dòng)的危害

輸電線路發(fā)生舞動(dòng)時(shí)，架空線路全檔做大幅度的波浪式振動(dòng)，并兼有擺動(dòng)，擺動(dòng)軌跡順線路方向近似橢圓狀。導(dǎo)線舞動(dòng)呈低頻高幅，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，具有較大的危害性。垂直排列的導(dǎo)線容易發(fā)生舞動(dòng)，常造成線路的相間短路；水平排列的導(dǎo)線也會(huì)發(fā)生舞動(dòng)，造成與跨越物的電氣距離不夠而對(duì)跨越物放電、導(dǎo)線或跳線對(duì)塔身距離不夠而對(duì)桿塔放電等。因此舞動(dòng)容易引起線路閃絡(luò)、金具損壞、倒塔、斷線、螺栓松脫、導(dǎo)線燒傷斷股等，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

3.1 舞動(dòng)造成的500 kV線路典型設(shè)備損壞情況

500 kV輸電線路舞動(dòng)造成多處導(dǎo)線燒傷、斷股，如圖1。

圖1 舞動(dòng)閃絡(luò)造成導(dǎo)線燒傷、斷股

500 kV淄濰線83號(hào)塔大號(hào)側(cè)中相耐張絕緣子左串與導(dǎo)線連接金具斷裂，1號(hào)、2號(hào)子導(dǎo)線落地，引流線懸垂線夾斷裂，如圖2。

圖2 淄濰線83號(hào)鐵塔損壞情況

壽油I、II線26號(hào)、126號(hào)換位鐵塔塔腿基礎(chǔ)保護(hù)帽破裂，如圖3。

圖3 舞動(dòng)造成塔腿基礎(chǔ)保護(hù)帽破裂

舞動(dòng)造成多處導(dǎo)線間隔棒掉抓、損壞,造成濰陽線40號(hào)、49號(hào)塔橫擔(dān)水平主材裂紋，塔材螺栓有松動(dòng)、脫落現(xiàn)象，如圖4和圖5。

圖4 塔材螺栓脫落

圖5 間隔棒損壞

3.2 本次舞動(dòng)的原因

山東這兩次降水和降溫過程都是氣溫由2～4℃降到－4℃～－8℃，由降水轉(zhuǎn)為雨夾雪再轉(zhuǎn)為降雪，并伴有7～8級(jí)的東北風(fēng)，導(dǎo)致導(dǎo)線不均勻覆冰，偏北風(fēng)與東西走向的線路夾角大于45°，在大風(fēng)的作用下造成部分線路導(dǎo)線舞動(dòng)。

4 山東電網(wǎng)防舞動(dòng)治理方案

山東省2006年威海220 kV威榮線發(fā)生舞動(dòng)，2007年風(fēng)暴潮時(shí)威海、煙臺(tái)和東營發(fā)生過線路舞動(dòng)，2010年濟(jì)南、青島、淄博、濰坊、煙臺(tái)、泰安、濱州、威海和東營等地發(fā)生線路舞動(dòng)。山東省的線路舞動(dòng)區(qū)以濟(jì)南以東的淄博、濰坊和山東半島為主。結(jié)合山東分省的實(shí)際情況，針對(duì)運(yùn)行線路和目前在建線路，提出以下初步防舞動(dòng)原則和措施。

4.1 防舞動(dòng)治理原則

4.1.1 分輕重緩急，逐步治理

對(duì)發(fā)生過舞動(dòng)跳閘的線路，優(yōu)先進(jìn)行治理；對(duì)與舞動(dòng)跳閘線路同一走徑的線路，雖本次未發(fā)生舞動(dòng)，但一旦具備舞動(dòng)誘因即可能發(fā)生舞動(dòng)的線路，要有計(jì)劃、分階段、科學(xué)的進(jìn)行舞動(dòng)治理；對(duì)功率輸送斷面的重要聯(lián)絡(luò)線，至少選取兩條東西走向的線路進(jìn)行防舞動(dòng)治理。

4.1.2 細(xì)化治理方案，確定治理重點(diǎn)

針對(duì)線路的具體情況逐段細(xì)化改造方案，改造的重點(diǎn)以東西走向、分裂導(dǎo)線、相導(dǎo)線垂直排列的線路為主。

4.1.3 重視導(dǎo)線排列方式改變處的防舞動(dòng)治理

當(dāng)導(dǎo)線排列方式發(fā)生改變（如：由垂直變?nèi)桥帕小⑺阶內(nèi)桥帕?、直線換位塔前后各一檔）以及導(dǎo)線下有跨越物的情況下，導(dǎo)線間距離和對(duì)地距離的安全裕度可能較小，舞動(dòng)造成線路故障的可能性較大，故需特別重視。

4.2 防舞治理方案

4.2.1 500 kV線路治理方案

1）加裝線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒加雙擺防舞器。由于500 kV線路相間距離較大，相間間隔棒的長(zhǎng)度一般在12 m以上，給制造和運(yùn)行維護(hù)帶來許多不便，參考河南省姚邵500 kV線路舞動(dòng)倒塔治理情況的經(jīng)驗(yàn)，建議采取加裝線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒加雙擺防舞器。

防舞器的安裝即應(yīng)遵循集中與分散相結(jié)合的布置原則，或稱之為相對(duì)集中原則。具體而言，對(duì)一般線路檔距和大跨越，可采取宏觀集中、微觀分散的布置方式。

2）整塔采用防盜螺栓。針對(duì)鐵塔在此次事故中的損壞情況，結(jié)合山東電網(wǎng)基建階段線路鐵塔橫擔(dān)以下已經(jīng)全部安裝防盜螺栓（近年來新工程）的實(shí)際，建議將橫擔(dān)以上部分全部更換雙帽防盜、防松螺栓，即全塔身角鋼連接全部采用防盜、防松螺栓，提高塔身的抗舞能力。更換鐵塔橫擔(dān)以上連接螺栓，可以在線路不停電的情況下進(jìn)行，拆除一個(gè)舊螺栓后，立即更換上一個(gè)新螺栓，不影響線路安全。由于耐張塔在舞動(dòng)事故中受損嚴(yán)重，建議首先更換發(fā)生舞動(dòng)地段耐張塔的螺栓。

3）更換部分絕緣子。通過對(duì)經(jīng)受線路舞動(dòng)后的復(fù)合絕緣子進(jìn)行抽樣試驗(yàn)，外觀檢查未發(fā)現(xiàn)傘裙撕裂、護(hù)套受損、端部密封破壞等現(xiàn)象。從淄濰線和濰嶗線抽取5支德國赫斯特公司生產(chǎn)的120 kN跳線串復(fù)合絕緣子進(jìn)行額定機(jī)械負(fù)荷試驗(yàn)，有1支未通過，破壞負(fù)荷為96 kN；從濰嶗線抽取3支德國赫斯特公司生產(chǎn)的225 kN直線串復(fù)合絕緣子進(jìn)行額定機(jī)械負(fù)荷試驗(yàn)，有1支未通過，破壞負(fù)荷為220 kN。因此，對(duì)舞動(dòng)幅度大、持續(xù)時(shí)間（超過4 h）較長(zhǎng)的線路，絕緣子可能疲勞受損，結(jié)合停電進(jìn)行更換。

4.2.2 110～220 kV線路治理方案

加裝相間間隔棒。從全國其他網(wǎng)省公司治理線路舞動(dòng)的措施來看，絕大多數(shù)110～220 kV線路采用加裝相間間隔棒的防舞動(dòng)措施。相間間隔棒防舞動(dòng)效果好，在制造和運(yùn)行方面已取得了成熟的經(jīng)驗(yàn)，可以根據(jù)不同檔距進(jìn)行加裝。

整塔采用防盜螺栓。將發(fā)生舞動(dòng)區(qū)段內(nèi)線路桿塔的全塔身角鋼連接螺栓全部更換為防盜、防松螺栓，提高塔身的抗舞動(dòng)能力。

更換部分絕緣子。對(duì)舞動(dòng)幅度大、持續(xù)時(shí)間（超過4 h）較長(zhǎng)的線路，絕緣子可能疲勞受損，建議進(jìn)行更換。

4.2.3 10～35 kV線路治理方案

35 kV線路可采用相間間隔棒或失諧擺，10 kV線路采用失諧擺。

5 舞動(dòng)線路技術(shù)監(jiān)督管理

5.1 采用防舞設(shè)計(jì)、從源頭抓起

線路設(shè)計(jì)階段要選擇合理的線路走向，盡量避開舞動(dòng)多發(fā)地區(qū)及微氣象、微地形區(qū)域。適當(dāng)提高線路的機(jī)械及電氣強(qiáng)度，以提高線路抗舞動(dòng)的能力。針對(duì)雙回、多回線路舞動(dòng)跳閘事故多的特點(diǎn)，在電網(wǎng)規(guī)劃階段，要適當(dāng)留有部分單回路作為電網(wǎng)主要線路，當(dāng)舞動(dòng)發(fā)生時(shí)以確保對(duì)重要用戶的供電。

5.2 加強(qiáng)巡視、檢查

導(dǎo)地線舞動(dòng)后，應(yīng)及時(shí)對(duì)線路舞動(dòng)區(qū)段進(jìn)行全面檢查，必要時(shí)采取登塔或走線的方式進(jìn)行巡視，發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)按不同缺陷類別及時(shí)進(jìn)行處理。對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常情況應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)記錄，包括現(xiàn)場(chǎng)拍攝的錄像或照片，以便進(jìn)一步分析原因。

5.2.1 桿塔檢查

對(duì)線路舞動(dòng)范圍內(nèi)所有桿塔的塔身、橫擔(dān)等構(gòu)件、連接螺栓、導(dǎo)線掛點(diǎn)等處進(jìn)行一次全面檢查，如發(fā)現(xiàn)有塔材變形、撕裂、脫落等情況應(yīng)立即進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或更換處理，對(duì)鐵塔螺栓松動(dòng)、脫落、變形和水泥桿桿身裂紋等異常情況應(yīng)立即進(jìn)行處理。

5.2.2 鐵塔基礎(chǔ)

檢查線路舞動(dòng)區(qū)段鐵塔基礎(chǔ)是否發(fā)生變形及裂紋、基礎(chǔ)保護(hù)帽是否破壞、地腳螺栓是否松動(dòng)或螺栓螺紋損壞等情況，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

5.2.3 金具檢查

對(duì)導(dǎo)地線舞動(dòng)區(qū)段內(nèi)的線夾進(jìn)行重點(diǎn)檢查；絕緣子金具應(yīng)無變形、銹蝕、松動(dòng)、裂紋，連接處應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；各種金具的銷子應(yīng)齊全、完好。

5.2.4 絕緣子檢查

各連接金屬銷有無脫落、銹蝕，鋼帽、鋼腳有無偏斜、裂紋、變形等現(xiàn)象。瓷質(zhì)（玻璃、瓷棒）絕緣子有無閃絡(luò)、裂紋、灼傷、破損等痕跡。復(fù)合絕緣子有無傘裙損傷、端部密封不良等情況。

5.2.5 導(dǎo)地線檢查

導(dǎo)地線有無銹蝕、斷股、損傷或灼傷、接點(diǎn)（尤其是耐張線夾引流板）過熱等情況，并檢查因?qū)У鼐€覆冰、舞動(dòng)、蠕變等原因引起的弧垂及交叉跨越距離的變化情況。

5.2.6 防舞裝置檢查

對(duì)已采用的防舞措施（裝置），應(yīng)定期進(jìn)行巡視和檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理，確保其運(yùn)行狀況良好。

5.3 加強(qiáng)觀測(cè)和在線監(jiān)測(cè)

對(duì)舞動(dòng)多發(fā)地區(qū)及微氣象、微地形區(qū)域加裝在線檢測(cè)裝置，廣泛搜集氣象資料，為防舞動(dòng)治理積累第一手資料。導(dǎo)地線舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄導(dǎo)地線舞動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如：覆冰厚度、形狀及導(dǎo)地線舞動(dòng)時(shí)的風(fēng)速、風(fēng)向以及舞動(dòng)的幅值、頻率、波形等參數(shù)，為預(yù)防和治理導(dǎo)地線舞動(dòng)積累資料。

5.4 加強(qiáng)易舞區(qū)管理

對(duì)處于易舞動(dòng)區(qū)域內(nèi)的線路，運(yùn)行單位應(yīng)加強(qiáng)巡視和檢測(cè)；對(duì)發(fā)生舞動(dòng)的線路，作為經(jīng)受一次不良工況記錄在案，在進(jìn)行線路狀態(tài)評(píng)價(jià)和狀態(tài)檢修中予以考慮。

5.5 與舞動(dòng)線路相關(guān)變電設(shè)備的監(jiān)督管理

立即對(duì)變壓器、高抗進(jìn)行油色譜分析，并對(duì)舞動(dòng)前后的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)油色譜結(jié)果確定下一步監(jiān)督措施。

對(duì)變壓器套管、電流互感器、電壓互感器進(jìn)行紅外測(cè)溫，并檢查電流互感器、電壓互感器(尤其線路電壓互感器)的密封狀況。

對(duì)斷路器跳閘時(shí)間、開斷電流等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)不同斷路器的累積電壽命情況制定相應(yīng)的措施。對(duì)本次線路舞動(dòng)故障跳閘次數(shù)較多的斷路器，應(yīng)加強(qiáng)巡視，若無異?，F(xiàn)象不需要專門對(duì)斷路器停電進(jìn)行試驗(yàn)和檢修。但應(yīng)利用停電機(jī)會(huì)進(jìn)行斷路器直阻、SF6氣體成分分析等試驗(yàn)，檢查斷路器開斷短路電流后的健康狀況。

6 結(jié)論

導(dǎo)線舞動(dòng)與導(dǎo)線覆冰和形狀、風(fēng)速和風(fēng)向、導(dǎo)線系統(tǒng)的自身參數(shù)等因素有關(guān)，是導(dǎo)線持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的低頻高幅的自激振動(dòng)，具有較大的危害性。導(dǎo)線舞動(dòng)給輸電線路安全運(yùn)行帶來重大威脅，需加強(qiáng)監(jiān)視和監(jiān)督，并采取科學(xué)有效的治理措施，以提高輸電線路的抗舞動(dòng)能力，抑制輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的發(fā)生，確保輸電線路安全可靠運(yùn)行。

［1］ 姜國慶，等.2006年初河南電網(wǎng)輸電線路舞動(dòng)情況分析.

［2］ 王少華，蔣興良，等.輸電線路舞動(dòng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀［J］.高電壓技術(shù),2005（10）.