摘 要：我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)我國(guó)電力的需求有了更高的要求，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模獲得了很大的發(fā)展，而且特高壓輸電線路建設(shè)已使我國(guó)成為世界上電網(wǎng)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜和規(guī)模最大的國(guó)家。我國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)的地理環(huán)境和氣象變化十分復(fù)雜，有些地區(qū)的電網(wǎng)一旦到了冬季就會(huì)受到冰雪與大風(fēng)的影響，出現(xiàn)舞動(dòng)災(zāi)害。隨著氣候變化的影響越來(lái)越頻繁，電網(wǎng)受舞動(dòng)災(zāi)害的頻率也越來(lái)越高，而架空輸電線路的導(dǎo)線覆冰發(fā)生舞動(dòng)則成為舞動(dòng)頻率最高，損失最大的災(zāi)害，電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行受到很大的威脅。文章對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)理進(jìn)行分析，提出了導(dǎo)線舞動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)理及其在輸電線路上的應(yīng)用，保證了我國(guó)電網(wǎng)的長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)線舞動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)理；輸電線路；舞動(dòng)災(zāi)害

據(jù)統(tǒng)計(jì)：我國(guó)受到舞動(dòng)災(zāi)害的嚴(yán)重影響，有記錄舞動(dòng)事故已達(dá)150多起。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，氣候變化導(dǎo)致的惡劣氣象增多，都導(dǎo)致了舞動(dòng)現(xiàn)象頻發(fā)。而電網(wǎng)舞動(dòng)頻率的增加，使當(dāng)?shù)厥艿浇?jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。在我國(guó)東北、華北和華中等地區(qū)已頻繁出現(xiàn)大面積的輸電線路積覆冰發(fā)生舞動(dòng)，導(dǎo)致多處輸電線路的機(jī)械與電氣故障，影響了國(guó)家電網(wǎng)的正常運(yùn)行。而我國(guó)在處理輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)上的技術(shù)水平不高，在知識(shí)儲(chǔ)備上也有所欠缺。而輸電線路的覆冰舞動(dòng)存在發(fā)生機(jī)理十分復(fù)雜和防治難度大、破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)，在架空輸電線路的預(yù)防和治理上已成為國(guó)際上普遍認(rèn)同的難題。對(duì)舞動(dòng)分析的技術(shù)過(guò)于簡(jiǎn)化，而我國(guó)現(xiàn)有的防舞方法與裝置并不理想等問(wèn)題，都影響了我國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)和安全運(yùn)行?？梢?jiàn)，現(xiàn)階段加強(qiáng)輸電線路的覆冰舞動(dòng)的現(xiàn)狀和技術(shù)上的分析，可以制定出更科學(xué)、更合理的防舞治理措施，使我國(guó)電網(wǎng)得到安全而穩(wěn)定的運(yùn)行。

1 導(dǎo)線舞動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)理

世界上已出現(xiàn)了各種舞動(dòng)機(jī)理，每個(gè)機(jī)理都從不同角度對(duì)舞動(dòng)的現(xiàn)象進(jìn)行了分析，不過(guò)，有些機(jī)理只適合一些特定類(lèi)型舞動(dòng)。我國(guó)的電力科研人員對(duì)國(guó)外舞動(dòng)的機(jī)理和事例也進(jìn)行了大量的分析和研究，不過(guò)普遍認(rèn)為，不穩(wěn)定振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生舞動(dòng)，所以，舞動(dòng)可以當(dāng)作動(dòng)力不穩(wěn)定的情況（見(jiàn)圖1所示）。通過(guò)動(dòng)力穩(wěn)定的理論對(duì)舞動(dòng)進(jìn)行分析，這種機(jī)理也就稱(chēng)作動(dòng)力穩(wěn)定性舞動(dòng)機(jī)理。

穩(wěn)定性舞動(dòng)機(jī)理包括了各種不同的舞動(dòng)機(jī)理，由此研究出了穩(wěn)定性防舞機(jī)理，使系統(tǒng)動(dòng)力獲得穩(wěn)定性，將不穩(wěn)定系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防舞。我國(guó)科研人員以穩(wěn)定性防舞機(jī)理，推出了防舞設(shè)計(jì)的計(jì)算方法，研究出了雙擺防舞器[1]。

圖1 防舞示意圖

傳統(tǒng)計(jì)算方法中只對(duì)單導(dǎo)線進(jìn)行研究，很少研究分裂導(dǎo)線，也沒(méi)有對(duì)水平運(yùn)動(dòng)分量充分考慮，而舞動(dòng)大多情況下都發(fā)生于分裂導(dǎo)線之上，還具有明顯的水平運(yùn)動(dòng)分量。根據(jù)舞動(dòng)特點(diǎn)，對(duì)子導(dǎo)線局部的振動(dòng)可以適當(dāng)忽略，更多的是考慮分裂導(dǎo)線整體的運(yùn)動(dòng)。對(duì)垂直、水平和扭轉(zhuǎn)等分量都要充分考慮，進(jìn)行防舞的設(shè)計(jì)和計(jì)算，計(jì)算防舞裝置的反映，對(duì)任意慣性的防舞裝置完成模擬。使用線性動(dòng)力穩(wěn)定性的理論進(jìn)行分析，可以判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性[2]。

2 導(dǎo)線舞動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)理及其在輸電線路上的應(yīng)用

2.1 舞動(dòng)理論的試驗(yàn)

舞動(dòng)問(wèn)題具有復(fù)雜性，通過(guò)理論分析是不可能解決機(jī)理的，而試驗(yàn)只能對(duì)舞動(dòng)更好的了解，了解舞動(dòng)的性態(tài)和驗(yàn)證數(shù)值的分析、防舞設(shè)計(jì)的評(píng)估等。一般采用的試驗(yàn)方法為真型試驗(yàn)與風(fēng)洞試驗(yàn)這兩類(lèi)。風(fēng)洞試驗(yàn)是從準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)假設(shè)對(duì)覆冰導(dǎo)線進(jìn)行空氣動(dòng)力測(cè)試完成的，通過(guò)非穩(wěn)定氣動(dòng)參數(shù)更近似實(shí)際的情況，不過(guò)我國(guó)在這種試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)研究比較少（見(jiàn)圖2所示）。而真型試驗(yàn)更多的是應(yīng)用在國(guó)外的試驗(yàn)線路中，這些對(duì)于輸電線路的覆冰舞動(dòng)研究和防舞裝置評(píng)估有著重要的作用。

圖2 受氣動(dòng)力作用的導(dǎo)線斷面

2.2 舞動(dòng)裝置在輸電線路中的應(yīng)用

我國(guó)輸電線路出現(xiàn)導(dǎo)線的舞動(dòng)在20世紀(jì)的50年代就有了明確的記載，直到90年代初，輸電線路的舞動(dòng)在記載中已有44次，線路舞動(dòng)的地區(qū)涉及到東北、華北與華中各個(gè)地區(qū)，總線路達(dá)到了161條。輸電線路的舞動(dòng)導(dǎo)致了導(dǎo)線的損傷和線路跳閘等情況的發(fā)生[3]。

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使用超高壓輸電線路的增多，大量的應(yīng)用分裂導(dǎo)線，都令導(dǎo)線舞動(dòng)發(fā)生的頻率越來(lái)越多。例如：在湖北漢江的中山中地區(qū)，大跨越的500kV超高壓的輸電線于1987年至1988年這兩年間，發(fā)生了數(shù)次的導(dǎo)線舞動(dòng)，而舞動(dòng)最大振幅達(dá)到了10m。舞動(dòng)使導(dǎo)線發(fā)生斷損，而跌至江中，500kV的超高壓輸電線由于線路的影響而停電一周，使國(guó)家受到嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[4]。

我國(guó)在導(dǎo)線舞動(dòng)舞定性的研究中又建立了防舞器的布置理論與計(jì)算方法，以節(jié)點(diǎn)分隔法的理論對(duì)防舞器重新布置，將大檔距調(diào)整為小節(jié)距，以有效的節(jié)點(diǎn)，防止舞動(dòng)發(fā)生大的危害。將固有的頻率錯(cuò)開(kāi)來(lái)，使高階的舞動(dòng)受到控制，使跨越塔與導(dǎo)線系統(tǒng)的固有參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試研究，開(kāi)展了三分裂格冰的導(dǎo)線風(fēng)洞試驗(yàn)，還進(jìn)行了防舞器的振動(dòng)試驗(yàn)，通過(guò)這些試驗(yàn)研究為我國(guó)導(dǎo)線舞動(dòng)穩(wěn)定性理論的計(jì)算打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)抵抗強(qiáng)烈舞動(dòng)裝置進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研制，研制出了抗舞懸垂線夾，使高塔與導(dǎo)線安全運(yùn)行得到了基本的保障，也建立了我國(guó)舞動(dòng)試驗(yàn)的線路，這是我國(guó)唯一的一條。通過(guò)在導(dǎo)線之上進(jìn)行人工模擬冰葉片的安裝，自然風(fēng)的條件之下，進(jìn)行舞動(dòng)，在舞動(dòng)中研究變化的規(guī)律，為我國(guó)防舞機(jī)理的研究和防舞器效果的驗(yàn)證創(chuàng)造了更好的條件。

我國(guó)對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)理的研究有了重大突破，在防舞技術(shù)上也有了創(chuàng)新，現(xiàn)階段已邁入了國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)水平，尤其是在大跨越的線路防舞治理中，更是達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)水平，已經(jīng)獲有國(guó)家專(zhuān)利，為國(guó)家創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益[5]。

發(fā)展到今天，我國(guó)在舞動(dòng)地區(qū)輸電線路之上，已經(jīng)安裝了幾千套雙舞防舞器，加大對(duì)雙擺防舞器的安裝和使用，已成為我國(guó)對(duì)輸電線路進(jìn)行防舞控制的最主要措施。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)已建立起導(dǎo)線舞動(dòng)的動(dòng)力穩(wěn)定性機(jī)理，而且開(kāi)發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙擺防舞器，并且廣泛應(yīng)用于輸電線路中，可以有效的防止線路的舞動(dòng)，使線路運(yùn)行得到安全的保證。不過(guò)導(dǎo)線舞動(dòng)具有復(fù)雜性、不穩(wěn)定性，對(duì)舞動(dòng)規(guī)律還沒(méi)有完全掌握，需要長(zhǎng)期的努力。我國(guó)的防舞工作，不管是理論還是試驗(yàn)上都和發(fā)達(dá)國(guó)家有著很大的差距，對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)理還需要在不斷的實(shí)踐中獲得完善。尤其近年來(lái)，我國(guó)輸電線路的舞動(dòng)頻率增高，在東北、華北與華中甚至形成了舞動(dòng)的多發(fā)地區(qū)。而舞動(dòng)已經(jīng)嚴(yán)重的影響了這些電力密集地區(qū)的輸電安全。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)需要更具有安全性的輸電線路運(yùn)行保障，舞動(dòng)多發(fā)的地區(qū)一定要做好各種預(yù)防措施。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：胡濤（1976，9-），男，漢族，山西運(yùn)城人，任職于山西省運(yùn)城市電力設(shè)計(jì)院，研究方向：電力技術(shù)。