郭建棟

【摘? 要】輸電線路舞動(dòng)是嚴(yán)重威脅輸電線路安全運(yùn)行的自然災(zāi)害之一，表現(xiàn)為導(dǎo)線發(fā)生偏心覆冰后，在風(fēng)激勵(lì)下產(chǎn)生的一種低頻率、大幅度的自激振動(dòng)，并極易與鐵塔形成塔線耦聯(lián)體系，放大舞動(dòng)效應(yīng)。長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)線舞動(dòng)會(huì)造成桿塔、導(dǎo)線、金具及部件損毀，導(dǎo)致線路頻繁跳閘與停電，對(duì)輸電線路安全運(yùn)行造成危害。同時(shí)舞動(dòng)事故的發(fā)生除引起線路電氣絕緣擊穿導(dǎo)致跳閘外，還可能造成斷線、橫擔(dān)受損、倒塔等難以直接恢復(fù)的損失，給輸電線路和電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成極大威脅。對(duì)此，為保障架空輸電線路的運(yùn)行安全，本文就架空輸電線路的舞動(dòng)現(xiàn)象與對(duì)策進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

【關(guān)鍵詞】架空輸電線路;舞動(dòng)現(xiàn)象;對(duì)策分析

1舞動(dòng)的規(guī)律

通過(guò)對(duì)輸電線舞動(dòng)的情況進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間地研究和觀測(cè)之后，歸納出如下關(guān)于輸電線舞動(dòng)規(guī)律：（1）輸電線的舞動(dòng)具有特殊氣象條件和地區(qū)性的特性，當(dāng)輸電線處在一樣的氣象條件和地理的環(huán)境中，很多條線路就可能同一時(shí)間發(fā)生舞動(dòng)現(xiàn)象。（2）檔距大的線路發(fā)生舞動(dòng)的事例較多，高壓輸電線路的舞動(dòng)也比較多。（3）由于輸電線舞動(dòng)而造成的事故主要包括接地短路和輸電線之間的短路，所造成的損失包括電弧燒傷、斷股斷線、桿塔損壞、倒塔、防振錘或間隔棒損壞。（4）舞動(dòng)受地形地物影響較大。當(dāng)線路前方有樹林、森林屏蔽或氣流受到擾動(dòng)時(shí)，舞動(dòng)發(fā)生較少，線路與風(fēng)向的交叉角在45°-90°時(shí)易發(fā)生舞動(dòng)。（5）風(fēng)速與氣溫對(duì)舞動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生影響。舞動(dòng)發(fā)生的頻度與風(fēng)速成正態(tài)分布，其中心風(fēng)速為15m/s，其中最小風(fēng)速為4m/s，最大風(fēng)速為25m/s。

2架空輸電線路舞動(dòng)的影響因素

輸電線路舞動(dòng)的形成由很多因素決定，通過(guò)各種因素共同作用使舞動(dòng)得到激發(fā)與擴(kuò)展，主要包括三種因素：氣象環(huán)境、線路走向及線路結(jié)構(gòu)。（1）氣象因素。風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、覆冰厚度等是影響輸電線路產(chǎn)生舞動(dòng)的重要?dú)庀笠蛩?。例如，在冬季與初春時(shí)期，冷氣流和暖氣流會(huì)在交匯過(guò)程中形成較強(qiáng)的風(fēng)力。在此環(huán)境下，位于地勢(shì)開闊通風(fēng)口地區(qū)的輸電線路，其風(fēng)速相對(duì)較高，能夠達(dá)到4m/s-20m/s。同時(shí)，風(fēng)向通常與輸電線路走向形成的夾角不低于45°。因此，容易引發(fā)舞動(dòng)事故的產(chǎn)生。一般情況下，當(dāng)風(fēng)向與輸電線路夾角為90°時(shí)，形成舞動(dòng)的概率越高，當(dāng)夾角為0°時(shí)，輸電線路產(chǎn)生舞動(dòng)的概率越低。又如，舞動(dòng)事故歸納與總結(jié)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)線覆冰厚度達(dá)到10mm左右時(shí)，輸電線路易發(fā)生舞動(dòng)。由于覆冰厚度與溫度存在密切關(guān)聯(lián)性，在溫度驟降到零度以下或一天內(nèi)溫度變化明顯（在零度上下波動(dòng)）時(shí)，輸電線路發(fā)生舞動(dòng)的可能性較大。此外，在對(duì)其進(jìn)行模擬驗(yàn)證分析時(shí)，也得到同樣結(jié)果。即設(shè)定輸電線路工況分別為：風(fēng)速為8m/s、風(fēng)速10m/s與風(fēng)速16m/s。輸電線路受風(fēng)影響角度設(shè)定為35°、45°，檔距為400。（2）線路走向，一般來(lái)說(shuō)輸電線路舞動(dòng)主要出現(xiàn)在冬季和早春，且冬季風(fēng)向主要是偏北風(fēng)居多，所以當(dāng)輸電線路走向?yàn)闁|西走向時(shí)，風(fēng)向與導(dǎo)線夾角在90°附近，此時(shí)線路極易發(fā)生舞動(dòng)，如湖北中山口大跨越輸電線路走向?yàn)闁|西走向，冬季風(fēng)向與輸電導(dǎo)線之間夾角在75°-85°，所以該更易發(fā)生舞動(dòng)。（3）線路結(jié)構(gòu)，是引起輸電線路舞動(dòng)的內(nèi)在因素，不合理的輸電線路結(jié)構(gòu)在外環(huán)境因素作用下更容易發(fā)生舞動(dòng)，主要包括導(dǎo)線類型、導(dǎo)線截面等因素。統(tǒng)計(jì)資料表明，分裂導(dǎo)線由于相間間隔棒的固定作用增大了其每根子導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)剛度，容易形成非圓截面覆冰，更易達(dá)到舞動(dòng)的條件，同理，大截面覆冰導(dǎo)線由于扭轉(zhuǎn)剛度大，在導(dǎo)線產(chǎn)生偏心覆冰后難以形成扭轉(zhuǎn)，使導(dǎo)線覆冰不均勻，迎風(fēng)面的覆冰厚度比背風(fēng)面要大很多，且大截面的偏心度相較于小截面覆冰導(dǎo)線而言也更大，所以大截面覆冰輸電導(dǎo)線更易形成舞動(dòng)的條件。1987年2月天津某輸電線路由于其迎風(fēng)面覆冰厚度較于背風(fēng)面大4倍多而發(fā)生舞動(dòng)，并且隨著覆冰厚度及截面的繼續(xù)增大，舞動(dòng)幅度越來(lái)越大，產(chǎn)生的后果越嚴(yán)重。

3架空輸電線路防舞動(dòng)對(duì)策

3.1完善防舞設(shè)計(jì)

就目前整個(gè)輸電線路的安全系數(shù)來(lái)說(shuō)，鐵塔是最為薄弱的環(huán)節(jié)。一旦鐵塔受到硬性損害，地線、絕緣子以及金具等均會(huì)落地，進(jìn)而發(fā)生損壞。同時(shí)，由于鐵塔修復(fù)的周期較長(zhǎng)，一旦鐵塔受損就會(huì)影響通電恢復(fù)的時(shí)間。故而，必須加強(qiáng)鐵塔的防舞設(shè)計(jì)。從電氣與機(jī)械角度分析，防舞設(shè)計(jì)是在保持原有舞動(dòng)條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)提升輸電線路的機(jī)械和電氣強(qiáng)度來(lái)抵抗舞動(dòng)，從而達(dá)到消除或減輕舞動(dòng)的作用。在電氣方面，可以合理增加導(dǎo)線與地面之間以及導(dǎo)線之間的距離，預(yù)防發(fā)生碰線閃絡(luò)。同時(shí)，應(yīng)充分利用導(dǎo)線水平排列的優(yōu)勢(shì)，盡可能降低導(dǎo)線之間的碰撞幾率。在機(jī)械方面，可合理選擇雙帽防松式螺栓以及高強(qiáng)度配件;選擇高強(qiáng)度的金具及導(dǎo)線，還可在電線外包裹一層預(yù)絞絲，預(yù)防出現(xiàn)電線損壞等問(wèn)題;適度增加桿塔以及橫擔(dān)的強(qiáng)度，改進(jìn)金具防振能力，盡可能降低金具松動(dòng)或損傷的可能性，有效減小舞動(dòng)幾率;使用橫擔(dān)聯(lián)合雙帽模式，能有效減少線路舞動(dòng)情況下桿塔破壞等問(wèn)題。

3.2合理控制輸電線路的走向和路徑

由于輸電線路的結(jié)構(gòu)形式情況時(shí)導(dǎo)致輸電線路發(fā)生舞動(dòng)的重要原因。因此，從這個(gè)角度來(lái)看，要想防止輸電線路發(fā)生舞動(dòng)，也應(yīng)該要有效地改變線路的結(jié)構(gòu)形式。對(duì)此，便可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境來(lái)合理地控制輸電線路的走向和路徑。其中，在選擇線路路徑的時(shí)候，應(yīng)該要提前做好對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域、舞動(dòng)微氣象等內(nèi)容的勘察，盡可能地避免路徑橫穿風(fēng)口，避免線路架設(shè)在舞動(dòng)微地形或者是微氣象地帶。在某些開闊地帶，也應(yīng)該避免輸電線路的走向與冬季主導(dǎo)風(fēng)向之間形成過(guò)大的夾角，通常以小于45度最好。在容易發(fā)生舞動(dòng)的區(qū)域中，還可以適當(dāng)?shù)亟档蜅U塔的高度。在某些重大跨越段，可以采用耐直直耐跨越方式。

3.3加裝防舞動(dòng)裝置

目前，我國(guó)在輸電導(dǎo)線舞動(dòng)故障發(fā)面有大量研究，在防治技術(shù)的研究上取得了不少的成果，其中加裝防舞動(dòng)裝置以達(dá)到減小舞動(dòng)對(duì)線路所造成傷害的目的就是防治措施的一種。例如在導(dǎo)線之間加裝間隔棒以分離導(dǎo)線，從而可以避免在舞動(dòng)過(guò)程中，線路與線路之間碰觸、放電、鞭擊。諸如此類的裝置還有很多，通過(guò)利用科學(xué)的防舞動(dòng)措施來(lái)提高電力系統(tǒng)的防舞動(dòng)能力。

3.4采取有效的專項(xiàng)排查措施

（1）螺栓排查：桿塔螺栓必須要在其投如運(yùn)行之后一年以及舞動(dòng)情況出現(xiàn)后展開防松排查措施。需要針對(duì)輸電桿塔防松排查、防舞動(dòng)治理的螺栓加固措施的各類工程的驗(yàn)收原則為：其一，對(duì)導(dǎo)線掛點(diǎn)處、橫擔(dān)與塔身連接部位的緊固件采取逐個(gè)驗(yàn)收的方式。其二，對(duì)采取“下橫擔(dān)以上部位進(jìn)行防松加固”的桿塔，在遵循第一條驗(yàn)收原則的基礎(chǔ)上，對(duì)塔頭、橫擔(dān)、下橫擔(dān)附件采取防松措施的緊固件聯(lián)接點(diǎn)，進(jìn)行抽樣驗(yàn)收，每個(gè)部位的抽樣個(gè)體或點(diǎn)數(shù)不少于10個(gè)。（2）相間間隔棒的排查：①相間間隔棒配套金具外觀檢查，檢查金具是否完好，金具外觀是否存在銹蝕、磨損等現(xiàn)象;防松銷、墊片等配件是否完好;檢查相間間隔棒配套金具所有螺栓是否具有防松措施：銷釘?shù)陌惭b正確與否，螺栓有沒有擰緊。②相間間隔棒線夾與導(dǎo)線連接處檢查，檢查導(dǎo)線是否存在磨損、斷股等現(xiàn)象;該檔內(nèi)防振錘有無(wú)滑移、掉抓等現(xiàn)象。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上，本文從理論和實(shí)踐解決輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)問(wèn)題出發(fā)，針對(duì)我國(guó)輸電線路網(wǎng)的建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出有效的防治措施，給出了輸電線路防舞動(dòng)措施的建議。架空輸電線路舞動(dòng)故障產(chǎn)生的范圍及影響極大，為了提高計(jì)算精度，可以考慮更為全面的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合實(shí)際情況合理選擇，解決問(wèn)題。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西省電力公司渾源縣供電公司）