劉洪正，喬耀華，楊立超

（山東電力集團(tuán)公司超高壓公司，山東濟(jì)南 250021）

0 引言

2010年1月20日和2月28日，山東遭受兩次大范圍大風(fēng)雨雪冰凍天氣，500 kV電網(wǎng)發(fā)生大面積線路舞動(dòng)，造成15條62條次500 kV線路跳閘，電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)多次重大險(xiǎn)情。山東電網(wǎng)在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)生兩次大面積線路舞動(dòng)，范圍之大、時(shí)間之長(zhǎng)是歷史上從未發(fā)生過(guò)的。

1 兩次電網(wǎng)舞動(dòng)的基本概況

1.1 天氣情況

受強(qiáng)冷空氣影響，自1月20日8時(shí)開(kāi)始山東各海區(qū)出現(xiàn)了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)7級(jí)陣風(fēng)，氣溫為2～-5℃，山東出現(xiàn)了多年少見(jiàn)的大范圍凍雨、風(fēng)雪天氣，山東省氣象臺(tái)和海洋預(yù)報(bào)臺(tái)發(fā)布風(fēng)暴潮藍(lán)色警報(bào)和海浪藍(lán)色警報(bào)。2月28日，山東大部地區(qū)出現(xiàn)小雨天氣，逐漸轉(zhuǎn)為雨夾雪轉(zhuǎn)小到中雪局部大雪，有5～6級(jí)東北風(fēng)，氣溫降到2～-4℃，同時(shí)伴有雷電活動(dòng)，省氣象臺(tái)發(fā)布了海上大風(fēng)黃色預(yù)警信號(hào)和大范圍雨雪預(yù)報(bào)。

兩次惡劣天氣的共同特點(diǎn)一是大風(fēng)，二是氣溫低，三是雨雪天氣。

1.2 兩次舞動(dòng)事件對(duì)電網(wǎng)的影響

2010年1月20日8時(shí)18分起至21日6時(shí)，13條500 kV線路跳閘36條次，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭受?chē)?yán)重破壞。最嚴(yán)重時(shí)，煙威電網(wǎng)僅通過(guò)500 kV嶗陽(yáng)線相連。跳閘次數(shù)最多的是500 kV濰陽(yáng)線，跳閘次數(shù)竟達(dá)到8次。

2010年2月28日14時(shí)32分起至3月1日8時(shí)，7條500 kV線路跳閘26條次，山東與華北聯(lián)網(wǎng)的500 kV辛聊Ⅰ、Ⅱ線和黃濱Ⅰ、Ⅱ線相繼跳閘，造成山東電網(wǎng)與華北電網(wǎng)兩次解列。

1.3 兩次舞動(dòng)事件對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的危害

“1.20”和“2.28”事件中，線路舞動(dòng)造成山東500 kV電網(wǎng)設(shè)備受損嚴(yán)重。經(jīng)全面巡視檢查，共發(fā)現(xiàn)由于舞動(dòng)造成的500 kV線路缺陷387條，其中危急缺陷11條，嚴(yán)重缺陷38條，一般缺陷338條。舞動(dòng)造成了輸電線路螺栓松動(dòng)、脫落，金具、絕緣子、跳線損壞，導(dǎo)線斷股、斷線，塔材、基礎(chǔ)受損等缺陷，各類(lèi)缺陷統(tǒng)計(jì)分析如圖1。

圖1 輸電線路舞動(dòng)缺陷情況分析

山東500 kV輸電線路舞動(dòng)損傷典型案例：

（1）500 kV輸電線路舞動(dòng)造成多處導(dǎo)線燒傷、斷股，見(jiàn)圖2。

圖2 500 kV線路導(dǎo)線斷股

（2）500 kV線路耐張連接金具斷裂，跳線懸垂線夾斷裂，見(jiàn)圖3。

圖3 淄濰線耐張金具斷裂、跳線懸垂線夾斷裂

（3）耐張塔塔材螺栓有松動(dòng)、脫落現(xiàn)象，見(jiàn)圖4。

圖4 濰陽(yáng)線鐵塔螺栓脫落

（4）鐵塔塔腿基礎(chǔ)保護(hù)帽破裂，見(jiàn)圖5。

圖5 壽油Ⅰ、Ⅱ線126號(hào)鐵塔塔腿基礎(chǔ)保護(hù)帽破裂

（5）舞動(dòng)造成多處導(dǎo)線間隔棒掉抓、損壞，見(jiàn)圖6。

圖6 導(dǎo)線間隔棒掉抓、損壞

2 兩次電網(wǎng)舞動(dòng)的特點(diǎn)及分析

根據(jù)上述線路舞動(dòng)情況，綜合分析兩次電網(wǎng)舞動(dòng)事件有以下特點(diǎn)：

（1）東西或西北-東南走向線路舞動(dòng)條數(shù)多，故障跳閘多。山東冬季盛行北風(fēng)或東北風(fēng)，東西或西北-東南走向500 kV線路與冬季主導(dǎo)風(fēng)向夾角大，位于迎風(fēng)面，易發(fā)生線路舞動(dòng)。兩次舞動(dòng)事件造成故障跳閘的15條500 kV線路均為東西走向或西北-東南走向。

（2）同塔雙回線路舞動(dòng)造成的故障多。500 kV線路舞動(dòng)跳閘15條，其中12條是同塔雙回線路。同塔雙回線路發(fā)生舞動(dòng)時(shí)造成線路跳閘的比例高。

（3）相間故障多。兩次舞動(dòng)事件造成的62次500 kV線路故障中，單相故障28次（45.2%），相間故障34次（54.8%）；相間故障占故障總數(shù)的一半以上。

（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(méi)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日發(fā)生跳閘的有28條線路重復(fù)跳閘，500 kV濰陽(yáng)線跳閘8次，濰嶗線跳閘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。

（5）500kV水平布置線路單相接地故障多。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(yáng)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。

（6）線路舞動(dòng)對(duì)設(shè)備的危害性較大。輸電線路舞動(dòng)時(shí)，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)線發(fā)生舞動(dòng)，易造成線路相間短路；水平排列的導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)，造成與跨越物的電氣距離不夠?qū)缭轿锓烹?、?dǎo)線或跳線對(duì)塔身距離不夠?qū)U塔放電。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、光纜斷芯或斷纜等，對(duì)電網(wǎng)和設(shè)備安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

3 輸電線路舞動(dòng)的機(jī)理及對(duì)策

3.1 舞動(dòng)概念

在冬季，當(dāng)水平方向的風(fēng)吹到因覆冰而變?yōu)榉菆A截面的導(dǎo)線上時(shí)，將產(chǎn)生一定的空氣動(dòng)力，由此會(huì)誘發(fā)導(dǎo)線產(chǎn)生一種低頻頻率（0.1～3 Hz）、大振幅（10 m以上）的自激振動(dòng)，是較高風(fēng)速引起的覆冰導(dǎo)線的馳振。由于其形態(tài)上下翻飛，形如龍舞，也稱(chēng)舞動(dòng)。

3.2 影響舞動(dòng)的因素

從舞動(dòng)的定義不難看出，舞動(dòng)的形成主要取決于三方面的因素，即覆冰、風(fēng)的激勵(lì)和線路結(jié)構(gòu)及參數(shù)。但形成舞動(dòng)的因素非常復(fù)雜，而各種因素又相互影響，構(gòu)成了舞動(dòng)激發(fā)與擴(kuò)展的復(fù)雜情況。歸納起來(lái)，對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)的激發(fā)與擴(kuò)展起主要作用的因素大致有三個(gè)方面，即線路的走向、地形與地勢(shì)，當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，線路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。

（1）線路走向、地形與地勢(shì)的影響。導(dǎo)線的舞動(dòng)是由于冰和風(fēng)的聯(lián)合作用產(chǎn)生的。這里所說(shuō)的風(fēng)向是指使導(dǎo)線覆冰時(shí)的風(fēng)向，通常冬季，尤其在冰雪天，以北風(fēng)居多。據(jù)前蘇聯(lián)的文獻(xiàn)報(bào)道和我國(guó)導(dǎo)線舞動(dòng)的統(tǒng)計(jì)資料表明，絕大多數(shù)的導(dǎo)線舞動(dòng)發(fā)生在風(fēng)向與線路夾角為45～90°的情況下。那么，在其他的氣象條件與線路條件都完全相同，線路的走向不同起了決定性的作用。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)資料，導(dǎo)線舞動(dòng)多數(shù)產(chǎn)生于平原開(kāi)闊地區(qū)，這是不難理解的。因?yàn)椋c山區(qū)或丘陵地區(qū)相比，平原與開(kāi)闊地區(qū)無(wú)論從風(fēng)速還是空氣的流態(tài)來(lái)說(shuō)，都更加有利于舞動(dòng)的形成。

（2）氣象條件。對(duì)于導(dǎo)線舞動(dòng)來(lái)說(shuō)，冰風(fēng)因素是主要的激勵(lì)源，具有關(guān)鍵的作用。它們的產(chǎn)生及其形態(tài)不僅與氣象因素密切相關(guān)，而且，它們彼此又相互影響。

舞動(dòng)多發(fā)生在覆冰導(dǎo)線上，覆冰厚度一般為2.5～48 mm。導(dǎo)線上形成覆冰須具備3個(gè)條件：①空氣濕度較大，一般90%～95%，雨淞、凍雨或雨夾雪是導(dǎo)線覆冰常見(jiàn)的氣候條件；②合適的溫度，一般為0～-5℃，溫度過(guò)高或過(guò)低均不利于導(dǎo)線覆冰；③可使空氣中水滴運(yùn)動(dòng)的風(fēng)速，一般大于4 m/s。

冬季及初春季節(jié)里，冷暖氣流的交匯引起的風(fēng)力較強(qiáng)，地勢(shì)平坦、開(kāi)闊及風(fēng)口地區(qū)的輸電線路，在導(dǎo)線（不均勻）覆冰的情況下，當(dāng)風(fēng)速在4～20 m/s，且風(fēng)向與線路走向的夾角≥45°時(shí)，導(dǎo)線易舞動(dòng)。

（3）線路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)也是形成舞動(dòng)的重要因素之一。

許多國(guó)內(nèi)外的觀測(cè)資料表明，在同樣的地理與氣象條件下，分裂導(dǎo)線比單導(dǎo)線容易舞動(dòng)。單導(dǎo)線覆冰時(shí)，由于扭轉(zhuǎn)剛度小，在偏心覆冰作用下導(dǎo)線易發(fā)生很大扭轉(zhuǎn)，使覆冰接近圓形；而分裂導(dǎo)線覆冰時(shí)，由于間隔棒的作用，每根子導(dǎo)線的相對(duì)扭轉(zhuǎn)剛度比單導(dǎo)線大得多，在偏心覆冰作用下，導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)極其微小，不能阻止導(dǎo)線覆冰的不對(duì)稱(chēng)性，導(dǎo)線覆冰易形成翼形斷面。因此，對(duì)于分裂導(dǎo)線，由風(fēng)激勵(lì)產(chǎn)生的升力和扭矩遠(yuǎn)大于單導(dǎo)線。對(duì)于500 kV超高壓輸電線路，多采用四分裂導(dǎo)線，較易發(fā)生舞動(dòng)。

觀測(cè)資料還表明，大截面導(dǎo)線比小截面易舞動(dòng)。大截面導(dǎo)線的相對(duì)扭轉(zhuǎn)剛度比小截面大，在偏心覆冰作用下扭轉(zhuǎn)角要小，導(dǎo)線覆冰更易形成翼形斷面，在風(fēng)激勵(lì)作用下，產(chǎn)生的升力和扭矩要大些。

3.3 線路覆冰舞動(dòng)的機(jī)理

（1）國(guó)外舞動(dòng)研究概況。

舞動(dòng)的觀測(cè)與研究源于20世紀(jì)30年代，美、加、蘇、英、日等國(guó)進(jìn)行了大量的觀測(cè)、研究工作。而就舞動(dòng)的機(jī)理而言，至今還只有美國(guó)的DenHartog提出的垂直激發(fā)機(jī)理和加拿大的O.NⅠgol提出的扭轉(zhuǎn)激發(fā)機(jī)理，以及所謂的“慣性耦合激發(fā)機(jī)理”這三種機(jī)理基本概括了舞動(dòng)機(jī)理研究的主要成果。

（2）國(guó)外舞動(dòng)研究成果。

Den Hartog舞動(dòng)機(jī)理（垂直激發(fā)機(jī)理）如圖7所示。

圖7 Den Hartog舞動(dòng)激發(fā)模式

O.NⅠgol舞動(dòng)機(jī)理（扭轉(zhuǎn)激發(fā)機(jī)理）如圖8所示。

圖8 O.NⅠgol舞動(dòng)激發(fā)模式

慣性耦合激發(fā)機(jī)理如圖9所示。

圖9 慣性耦合激發(fā)模式

圖中：y為導(dǎo)線橫向位移；ρ為空氣密度；U為風(fēng)速；D為導(dǎo)線直徑；CL為空氣動(dòng)力升力系數(shù)；CD為空氣動(dòng)力阻尼系數(shù)；m為覆冰質(zhì)量。

（3）我國(guó)舞動(dòng)研究情況。

我國(guó)對(duì)舞動(dòng)觀測(cè)與研究的起步較晚。有關(guān)舞動(dòng)的記載始于20世紀(jì)50年代，而真正進(jìn)行大規(guī)模治理與研究還是在1987年湖北省中山口大跨越發(fā)生舞動(dòng)斷線之后才開(kāi)始進(jìn)行的。

理論研究方面的主要成果是創(chuàng)立了 “穩(wěn)定性舞動(dòng)機(jī)理”。穩(wěn)定性機(jī)理考慮了垂直、水平、扭轉(zhuǎn)三個(gè)分量，并考慮三者的互相耦合，從而可以模擬各種類(lèi)型的舞動(dòng)。原則上，穩(wěn)定性舞動(dòng)機(jī)理可以包括現(xiàn)有的各種舞動(dòng)機(jī)理，換言之，現(xiàn)有的各種舞動(dòng)機(jī)理可以看作為穩(wěn)定性舞動(dòng)機(jī)理的某種特例。

原電力工業(yè)部于1990年立項(xiàng) “220～500 kV輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的試驗(yàn)研究與治理”，經(jīng)原國(guó)電電力建設(shè)研究所和湖北省電力局等單位多年研究，攻克了20多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，取得了有效防止220～500 kV輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的研究成果，并獲得1997年度國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

3.4 輸電線路覆冰舞動(dòng)治理的對(duì)策

（1）防舞措施的分類(lèi)。

鑒于輸電線路舞動(dòng)主要是由于三個(gè)方面的因素所形成的，即覆冰及其截面形狀；風(fēng)速及其方向；線路系統(tǒng)的自身參數(shù)。與此相應(yīng)，防舞的措施也將是根據(jù)這幾個(gè)方面有針對(duì)性地進(jìn)行。

現(xiàn)行的防舞措施，大體可以分為三類(lèi)：其一，從氣象條件考慮，避開(kāi)易于形成舞動(dòng)的覆冰區(qū)域與線路走向，即避舞措施；其二，從機(jī)械與電氣的角度，提高線路系統(tǒng)抵抗舞動(dòng)的能力，即抗舞措施；其三，從改變與調(diào)整導(dǎo)線系統(tǒng)的參數(shù)出發(fā)，采取各種防舞裝置與措施，抑制舞動(dòng)的發(fā)生，即抑舞措施。

抑舞措施是采取各種防舞裝置與措施，改變與調(diào)整導(dǎo)線系統(tǒng)的參數(shù)，達(dá)到抑制舞動(dòng)的發(fā)生，或減小舞動(dòng)的強(qiáng)度，以保證線路的安全，也是防治舞動(dòng)的重要方面對(duì)于已建成的線路，抑舞措施則是唯一的辦法。這類(lèi)措施主要是通過(guò)在線路上安裝防舞裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)其抑制舞動(dòng)的功能。

（2）常用防舞措施。

大電流溶冰。在導(dǎo)線中通過(guò)大電流將冰溶化，以消除致舞的不穩(wěn)定因素。該方法技術(shù)復(fù)雜，費(fèi)用昂貴，不便采用。

相間間隔棒。就是在相間或回路間用絕緣棒進(jìn)行機(jī)械連接，制約導(dǎo)線的舞動(dòng)，其固定處將成為波節(jié)，使舞動(dòng)成為多個(gè)半波的模式使振幅變小，達(dá)到防止導(dǎo)線間短路的目的。另外，該裝置不僅改變了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式能抑制導(dǎo)線舞動(dòng)，而且還可防止脫冰跳躍所引起的混線事故。隨著合成絕緣子的廣泛應(yīng)用，該裝置已從高壓線路發(fā)展到超高壓線路上，是比較有效的防舞動(dòng)和隔離混線裝置，在雙回路乃至多回路上安裝相間間隔棒是防治舞動(dòng)的首選措施之一。

線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒。將子導(dǎo)線間隔棒改為可以線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒，可以有效解決線路不均勻覆冰的問(wèn)題，減輕風(fēng)的激勵(lì)作用，提高線路的穩(wěn)定性。結(jié)合雙擺防舞器一起使用，取得較好的應(yīng)用效果。

雙擺防舞器。雙擺防舞器研制始于1989年，在安裝方式上采取了集中和分散相結(jié)合、宏觀集中微觀分散、重?cái)[和輕擺相配合等措施。在1991年12月湖北漢江中山口大跨越500 kV線路舞動(dòng)中表現(xiàn)出了較明顯的防舞動(dòng)效果。

失諧擺。是由加拿大學(xué)者尼戈?duì)柺紫忍岢?，與Harvard等人共同研究和發(fā)展起來(lái)，并在工程實(shí)踐中取得相當(dāng)效果的一種防舞裝置。失諧擺的設(shè)計(jì)基于扭振激發(fā)機(jī)理，用來(lái)調(diào)整扭振固有頻率，使之與橫向振動(dòng)的高階固有頻率分離，從而防止其耦合而誘發(fā)舞動(dòng)。

擾流器。擾流器可以改變導(dǎo)線在氣流中所受到的氣動(dòng)力。一般的擾流防舞器是利用某種特制的線纏繞在導(dǎo)線上，使得導(dǎo)線與擾流線合成體的各個(gè)截面的形狀都彼此不同，即使在覆冰后也仍然如此。這樣，各個(gè)截面上的空氣動(dòng)力（升力、阻力與扭矩）就會(huì)互不相同，相互干擾與抵消，達(dá)到抑制舞動(dòng)的目的。

4 山東500 kV線路防舞綜合治理情況

4.1 500 kV線路防舞措施的制定

由于舞動(dòng)的形成主要取決于三個(gè)因素，即覆冰、風(fēng)激勵(lì)和線路的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，因此，運(yùn)行線路主要通過(guò)改變線路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)達(dá)到防舞動(dòng)治理的目的。山東電力集團(tuán)公司配合中國(guó)電科院、華北電科院等單位提出的線路防舞動(dòng)方案，對(duì)不同的方案進(jìn)行了綜合比較，結(jié)合山東500 kV電網(wǎng)實(shí)際，并參考湖北、河南、遼寧等舞動(dòng)較頻繁的省公司的治理情況，提出以下治理方案：

（1）單回水平排列線路治理方案。單回水平排列的線路，由于導(dǎo)線上下舞動(dòng)，相間間隔棒無(wú)法形成牽制作用，因此采用線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒加雙擺防舞器方式。線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒代替現(xiàn)在的子導(dǎo)線間隔棒，可以使導(dǎo)線有一定的自由轉(zhuǎn)動(dòng)幅度，提高覆冰的均勻性；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：部分線夾為普通固定線夾，部分線夾為回轉(zhuǎn)線夾，回轉(zhuǎn)線夾可轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍為0～174°，可與普通固定線夾互換。雙擺防舞器增加導(dǎo)線的壓重，破壞形成共振的諧振條件。

線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒的次檔距布置應(yīng)遵循以下原則：最大次檔距不大于50 m，最小次檔距不大于25 m，平均次檔距取45 m左右，并采取不等距、不對(duì)稱(chēng)的布置方式。

（2）同塔雙回垂直排列線路治理方案。同塔雙回垂直排列線路，采用相間間隔棒預(yù)防覆冰舞動(dòng)。相間間隔棒可將電力線路中的各相導(dǎo)線機(jī)械地連接起來(lái)，使各導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)相互制約。研究表明，相間間隔棒抑制導(dǎo)線舞動(dòng)的機(jī)理在于其拉力 （而非支撐力）的牽制作用，使各相導(dǎo)線的不同期強(qiáng)迫振動(dòng)載荷（不均勻覆冰的空氣動(dòng)力提供）相互平衡抵消，從而抑制導(dǎo)線舞動(dòng)。在該機(jī)理的支持下，可對(duì)傳統(tǒng)相間間隔棒的機(jī)械特性和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化，可采用較細(xì)的芯棒直徑和分段式結(jié)構(gòu)，或改變聯(lián)接方式，也可進(jìn)而研制新型的柔性相間絕緣子；使其在機(jī)械上僅承擔(dān)導(dǎo)線非同期運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力而非支撐力。從實(shí)際使用效果上看，相間間隔棒是當(dāng)前防舞動(dòng)效果最好、最可靠的防舞器械。

對(duì)于同塔雙回垂直排列線路，主要應(yīng)用相間間隔棒預(yù)防覆冰舞動(dòng)。根據(jù)相間間隔棒生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀和防舞功能需求，相間間隔棒采取雙節(jié)聯(lián)接的型式，在線路檔距中的布置方式參照國(guó)家電網(wǎng)公司有關(guān)文件的要求執(zhí)行，對(duì)不同檔距相間間隔棒的安裝數(shù)量及安裝位置如表1所示。

表1 500 kV相導(dǎo)線垂直排列線路相間間隔棒布置方法

（3）鐵塔螺栓緊固，同時(shí)對(duì)治理區(qū)段的耐張塔進(jìn)行全部緊固。

（4）易覆冰舞動(dòng)區(qū)段的確定。

舞動(dòng)的形成主要取決于三個(gè)因素，即覆冰、風(fēng)激勵(lì)和線路的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。因此，治理措施應(yīng)主要針對(duì)線路的“易覆冰舞動(dòng)區(qū)段”。易覆冰舞動(dòng)區(qū)段的確定，主要根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、氣象部門(mén)的歷史觀測(cè)資料、對(duì)沿線現(xiàn)有輸電線路及通信線路的覆冰及運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查等。

以下地段宜定性為易覆冰舞動(dòng)區(qū)：曾經(jīng)發(fā)生過(guò)輸電線路覆冰舞動(dòng)或附近線路發(fā)生過(guò)舞動(dòng)；處于重冰區(qū)或中重冰區(qū)，且覆冰季主導(dǎo)風(fēng)向與線路走向夾角大于45°；冬季與早春氣溫可達(dá)到零下，有雨雪、風(fēng)力在4 m/s以上的區(qū)域；輸電線路的大跨越區(qū)段；符合以下典型特征的微地形、微氣象區(qū)：高山分水嶺型、水氣增大型、地形抬升型。

4.2 2010年500 kV輸電線路防舞治理開(kāi)展情況

截至2010年12月10日，山東電力集團(tuán)公司超高壓公司已完成2010年16條500 kV輸電線路治理工作，治理線路1 206檔499.11 km，安裝防舞相間間隔棒3 261套、線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒3 186套、雙擺防舞器2 280套；超高壓公司防舞治理工作歷時(shí)81個(gè)工作日，參與2 954人次，共計(jì)人工17 282工日。具體防舞治理內(nèi)容見(jiàn)表2。

表2 2010年山東500 kV輸電線路防舞治理區(qū)段及措施統(tǒng)計(jì)表

序號(hào) 電壓等級(jí) 線路名稱(chēng) 區(qū)段 檔數(shù) 長(zhǎng)度/km防舞治理措施相間間隔棒 回轉(zhuǎn)式間隔棒 雙擺防舞器 鐵塔緊固11 500 黃濱Ⅰ線12 500 黃濱Ⅱ線105號(hào)～111號(hào)112號(hào)～116號(hào)117號(hào)～122號(hào)123號(hào)～128號(hào)156號(hào)～178號(hào)105號(hào)～111號(hào)112號(hào)～116號(hào)117號(hào)～122號(hào)123號(hào)～128號(hào)156號(hào)～178號(hào)42 29.059 125 21 42 29.059 125 21 13 500 壽油Ⅰ線 1號(hào)～159號(hào) 158 66.757 508 18 14 500 壽油Ⅱ線 17號(hào)～50號(hào) 33 13.091 111 18 15 500 辛聊Ⅰ線16 500 辛聊Ⅱ線140號(hào)～146號(hào)154號(hào)～199號(hào)203號(hào)～242號(hào)140號(hào)～146號(hào)154號(hào)～199號(hào)203號(hào)～242號(hào)90 34.887 546 22 90 34.887 273 11合計(jì) 1 206 458.11 3 261 3 186 2 280 429

圖10 淄濰線回轉(zhuǎn)式間隔棒及雙擺防舞器

圖11 益川Ⅰ、Ⅱ線相間間隔棒

4.3 氣象及舞動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為及時(shí)掌握氣象信息和線路舞動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)調(diào)度應(yīng)急處理、事故搶修、防舞動(dòng)綜合治理都是非常有利的，同時(shí)也是智能電網(wǎng)實(shí)施的一項(xiàng)重要內(nèi)容。2010年，山東電力集團(tuán)公司在500 kV電網(wǎng)建立了山東電網(wǎng)的氣象及線路舞動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

（1）氣象實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在全省27個(gè)500 kV變電站建立小型氣象監(jiān)測(cè)站，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓、雨雪等氣象指標(biāo)，氣象數(shù)據(jù)具備統(tǒng)計(jì)、分析和歷史存儲(chǔ)功能。主站設(shè)在超高壓，信號(hào)送至省調(diào)、應(yīng)急中心、運(yùn)行單位及相關(guān)管理部門(mén)。

（2）線路舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在500 kV濱油Ⅱ線、壽油Ⅰ、Ⅱ線、辛聊Ⅰ線加裝線路舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是今年全國(guó)電網(wǎng)遭受大范圍舞動(dòng)后的一個(gè)新研究課題，基本原理是采用附著在導(dǎo)線上的加速度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路的舞動(dòng)情況，一個(gè)檔距內(nèi)安裝7個(gè)傳感器便可描繪出導(dǎo)線的完整的舞動(dòng)軌跡（波幅、波長(zhǎng)、頻率），并在桿塔上安裝小型氣象監(jiān)測(cè)站，數(shù)據(jù)通過(guò)安裝在鐵塔的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波裝置傳送至附近變電站，然后通過(guò)變電站的光纖通道傳送至省調(diào)、應(yīng)急中心和運(yùn)行單位。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線舞動(dòng)的定量監(jiān)測(cè)，對(duì)電網(wǎng)的應(yīng)急處理和防舞動(dòng)治理改造提供數(shù)據(jù)支持。

5 輸電線路舞動(dòng)事件的啟示

加強(qiáng)輸電線路舞動(dòng)及防治工作研究。舞動(dòng)發(fā)生具有一定的偶然性，而且概率較低，往往會(huì)被人們忽視。但偶然之中存在必然性，只要具備了起舞的三個(gè)條件，舞動(dòng)的發(fā)生就是必然的。2010年前山東電網(wǎng)鮮有輸電線路舞動(dòng)記錄，但2010年年初兩次大范圍舞動(dòng)為輸電防舞治理工作敲響了警鐘；說(shuō)明在相當(dāng)大的區(qū)域范圍內(nèi)存在導(dǎo)線舞動(dòng)的可能性，由于舞動(dòng)的巨大破壞性，因此應(yīng)對(duì)舞動(dòng)研究與防治給予足夠的重視。

防治工作方式轉(zhuǎn)變。山東500 kV輸電線路舞動(dòng)問(wèn)題的研究與防治必須與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行部門(mén)相結(jié)合，對(duì)新建、在運(yùn)行、已舞動(dòng)線路分別進(jìn)行防治，將災(zāi)害減少到最低。同時(shí)積累舞動(dòng)防治的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐中不斷完善舞動(dòng)防治方法。同時(shí)，必須轉(zhuǎn)變觀念，將單純被動(dòng)的“治理”改為“預(yù)防為主，防、治結(jié)合”的主動(dòng)工作方法。

加強(qiáng)輸電線路舞動(dòng)觀測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。應(yīng)關(guān)注山東500 kV輸電線路舞動(dòng)發(fā)生的新特點(diǎn)，對(duì)各地區(qū)發(fā)生的舞動(dòng)及時(shí)跟蹤，加強(qiáng)對(duì)舞動(dòng)觀測(cè)的影像記錄和舞動(dòng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集，了解舞動(dòng)發(fā)生的情況和新特點(diǎn)，為舞動(dòng)的研究和防治積累資料。

6 結(jié)束語(yǔ)

2011年2月27日0時(shí)30分起至15時(shí)30分，因大風(fēng)雨雪覆冰天氣造成山東電網(wǎng)濰坊、煙臺(tái)地區(qū)部分線路發(fā)生舞動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致500 kV東嶗I線、霞昆Ⅰ線相繼跳閘，其中霞昆Ⅰ線跳閘3次，強(qiáng)送3次。此次發(fā)生舞動(dòng)線路（檔段）均未安裝防舞裝置，安裝防舞裝置的線路 （檔段）均未發(fā)生線路舞動(dòng)故障。山東電力集團(tuán)公司超高壓公司2010年防舞治理中使用的線夾回轉(zhuǎn)式雙擺防舞器和相間間隔棒及其布置方案，在此次舞動(dòng)中均起到了良好的防舞效果，雖然安裝了相間間隔棒的部分檔段仍有小幅整體舞動(dòng)，但并未造成閃絡(luò)等事故。上述情況充分說(shuō)明，2010年山東電力集團(tuán)公司超高壓公司完成防舞一期治理工作，在本次舞動(dòng)災(zāi)害中發(fā)揮了重要的防舞作用。

2011年，山東電力集團(tuán)公司超高壓公司將按照《輸電線路舞動(dòng)治理工作指導(dǎo)意見(jiàn)》和《國(guó)家電網(wǎng)公司輸電線路防舞差異化改造技術(shù)要求》，根據(jù)舞動(dòng)區(qū)域分布圖和2010～2011年冬季舞動(dòng)情況，制定公司2011年輸電線路防舞治理計(jì)劃，對(duì)2010、2011年均發(fā)生舞動(dòng) （跳閘故障或觀測(cè)到舞動(dòng)的線路）的線路，進(jìn)行全線治理。