大跨越输电线舞动及控制研究

韩宝林，乔庆文，黄国柱，杜三伟

河南电力器材公司，河南 漯河 462000

0 引言

随着电力行业的蓬勃发展，目前越来越多的大跨越输电线路正在被建设。很多大跨越的输电线路将会翻越高山、跨过江河。所以大跨越线路的导线舞动问题被提上日程，这个问题既紧迫又复杂。解决大跨越线路的导线舞动问题具有十分重要的社会和经济意义，但是目前还很难拿出一个解决大跨越线路的导线舞动问题的行之有效的方案[1]。

输电线舞动是指输电线由于外界因素和内部结构的原因而产生的一种低频率、大幅度的摆动。引起导线舞动的原因是由于导线截面的非对称性。

1 导线舞动的可控因素

导线舞动的根本机理还没有真正地被发现，这里在导线舞动的可控因素上寻找解决导线舞动的方案。

1）从力学角度分析导线舞动。由于导线的迎风表面的覆冰量会比别的地方多，因此将会引起导线截面的非对称性。风力将会引起升力和扭矩的产生，而升力和扭矩将会加剧导线的张力和反向扭转。于是导线便像橡皮筋一样不断地跳动，更为严重的是四分裂导线的整体运动将会扭转更为强烈[3]；

2）导线舞动的外部因素。引起导线舞动的外部因素有覆冰、一定风速和一定角的风。

（1）虽然我国地域辽阔，地形多样，气候多样。但是经统计发现导线舞动的时间一般是在秋末冬初或冬末春初，2月、3月、4月、11和12月最易于发生导线舞动现象，其中以3和11月最为集中；

在降雨、雨夹雪天气导线舞动也易于发生[4]。

（2）导线覆冰是必要条件之一。导线舞动时一般有约5mm覆冰(占50%)，也有>5mm的覆冰时发生导线舞动。50mm的雪凇、下雨时10kV导线都会引起导线舞动现象的发生[5]；

（3）也是导线舞动的必要条件。其中，统计表明，舞动时多伴有7m～10m的横向风，风攻角为60°～80°[6]；

（4）导线截面的大小不影响导线舞动。统计显示，50mm～500mm的导线截面都曾经发生过导线舞动的现象[5]。

2 预防导线舞动的措施

1）有组织由计划地观测导线舞动和记录导线舞动，获得详细可靠的监测数据，记录下易于发生导线舞动的区域。将这些材料作为研究导线舞动的参考资料；

2）加强导线易发区域的铁塔紧固和监测力度，加强杆塔的强度。由于输电线路耐张杆塔位于导线舞动系统的终端，舞动能量将会经横担、塔身到地面而消耗。因此杆塔所收到的紧固力最大，因此杆塔的紧固件很容易产生松动或者受到钢材的剪切力作用[7]；

3）对易舞动区域线路（特别是<220kV的）直线杆塔避免导线舞动，有两种设计方法。一种方法是通过加大导线间距离的方法来避免导线舞动时的相对短路，但是这种方法防治导线的舞动。导线间的距离包括垂直距离和水平偏移两种。例如1997年大连的鲜明左右线将导线间的垂直间距由2.5m改为3.5m，水平偏移由0.5m改为1m。改变以后再有出现过导线舞动的相间短路现象。第二种方法是通过气流干扰线来破坏导线上覆冰，从而改变导线的受力。这是一种通过改变导线的阻尼特征来防治导线舞动的方法。这种方法没有改变导线和输电铁杆的受力。具有投资小、效果好的优势。但是气流干扰线需要根据输电导线的导线直径、档距及舞动半波数单独设计，通用性有限[8]；

4）通过失谐摆、重锤、集中防振锤等的阻尼作用来破坏导线舞动的条件，这种方法对不同的线路影响的效果不同，原因是这些装置的结构特点影响了它不能完全耦合所有频率的导线舞动[9]；

5）为了防止导线舞动时产生混线的现象，要在66kV线路上加装复合绝缘相间间隔棒。合理调整导线驰度也可以防止舞动时相间短路[10]；

6）输电线路采用双绞线导线。采用双绞线导线的好处是双绞线导线本身的特性可以提高导线的输电能力，同时双绞线的阻尼特性能够破坏导线上的覆冰状态，从而防止导线的舞动[11]。

3 结论

我国的科技人员经过多年的研究终于建立了导线舞动动力的稳定性机理，并且开发了双摆防舞器和整体式偏心重锤，目前双摆防舞器已经广泛地应用于易于发生导线舞动的地区，并且发挥了重大的作用[12]。但是，由于导线是一个复杂的动力不稳定现象，因此人们目前还难以真正地掌握导线舞动的规律，还有许多未知的东西需要去探索。目前从东北、华北到华中地区的输电线路已经形成一条“舞动走廊”[13]，加上这些地区的电力线路比较密集，导线舞动已经成为影响输电线路安全性的重要因素。国民经济的飞速发展提高了对输电线路的安全运行的要求，因此应该加强对大跨越输电线路的舞动研究和舞动控制研究。

[1]程应奋.一种解决分裂导线舞动问题的新型阻尼器[J].电力金具，1999(1)：32-40.

[2]黄龙奇.浅谈超高压线路分裂导线覆冰舞动[R].北京：电山工业部科技司，1997.

[3]赵作利.鞍山地区“1l·22”导线舞动事故分析[R].沈阳：东北电力试验研究院，1987.

[4]赵作利.气流干扰线抑制导线舞动的机理与实验[J].线路通讯，2002(1)：57-59.

[5]赵作利.导线舞动因素分析[J].东北电力技术，1994(9)：12-15.

[6]郭应龙.输电导线舞动[M].武汉：武汉水利水电大学出版社，1998.

[7]刘连睿.我国高压架空线路舞动情况及分析[J].华北电力技术，1989(9)：40-43.

[8]黄经亚.500kV输电线路中山口大跨越5次导线舞动的分析及探讨[J].电力技术，1990(4)：14-20.

[9]李国兴，李奠川，李裕彬.中山口大跨越舞动的防治与研究[J].湖北电力，1995(1)：14-20.

[9]程志军.架空输电线路静动力特性及风振研究[D].杭州：浙江大学，2000.

[10]陈晓明.大跨越输电线舞动及其控制研究[D].上海：同济大学，2002.

[11]马建国.三峡输电工程防导线舞动的探讨[J].T华中电力，1988，11(2)：47-51.

[12]张明升.架空线路单导线舞动与分裂导线舞动的异同[J].河北电力技术，1990(1)：29-33.

[13]关根志.500kV输电线路中的导线舞动[J].电气时代，1990(12)：2.