输电线路运维过程中防舞动问题的分析与研究

徐锋

摘 要：通过淮南公司500kV输电线路跳闸故障情况分析造成舞动到原因，以及比照国内部分省份输电线路类似跳闸情况，确定淮南公司500kV输电线路属于舞动故障，并针对舞动发生的区域试装舞动线夹式间隔棒和双摆防舞器，可在一定程度上实施舞动有效防治。本文主要阐述淮南公司500kV输电线路防舞动治理情况及对输电线路防舞动治理的一些思考。

关键词：输电线路；防舞动；治理与思考

舞动是危害输电线路安全稳定运行的一种重要影响因素，舞动是由于线路导线在不均匀覆冰及风激励作用下，产生一种低频率、大幅度自激震动，会造成闪络跳闸、金具及绝缘子损坏，导线断股短线，甚至于造成倒杆。2010年2月9-11日，安徽自北向南先后发生雷暴雨、强风和低温冻雨天气，2月10日17时至11日凌晨5时，淮南市凤台、潘集和市区均出现冰雹、冻雨转大到暴雪天气，气温由0℃急降至-4--5℃，并伴有东北风7-8级，造成淮南地区500kV线路3条跳闸6次。

1 淮南地区输电线路舞动跳闸情况

1.1 舞动故障情况

1）2010年2月11日2时34分， 洛庄5306线跳闸。故障点#17杆塔顺线路右相（C相）后侧第二个间隔棒后约1米处1号子导线有2点明显的烧伤痕迹，地线覆冰。

2）2010年2月10日18时39分，汤皋5351线跳闸。故障点痕迹为#23-#24档中、下相导线第五与第七个间隔棒之间有多处放电痕迹，放电痕迹范围60-80米，沿导线表面线性分布；第五与第七个导线间隔棒上有明显放电痕迹。

3）2010年2月11日0时58分，庄城5352线跳闸。故障点痕迹为#46-#47上、中相导线第四个间隔棒大小号侧15米左右有多处明显的放电痕迹，放电痕迹范围30米左右，沿导线表面线性分布，第四个间隔棒上有明显放电痕迹。

1.2 天气情况及地理环境

1）2010年2月10日17时至11日凌晨5时，淮南市凤台、潘集和市区出现冰雹、冻雨转大到暴雪天气，气温由0℃急降至-7℃，并伴有东北风8级。（线路设计覆冰5mm）极易形成导线舞动的气象条件（导线由于冬雨结冰形成导线不规则异形（架空地线上有明显覆冰、导线为四分裂导线）、稳定的风速及风向与导线角度大于45度）。

2）500kV汤皋5351线路#23-#24档跨越凤台至毛集大坝公路，两侧为东风湖和西淝河滩地，杆塔四周为农田，地势空旷平坦。顺线路走向南北方向，当日东北风，与线路走向近似垂直。500kV庄城5352线路杆塔四周为农田，地势空旷平坦。顺线路走向南北方向，当日东北风，与线路走向近似垂直。

2 导线舞动原因分析

2.1 导线舞动机理很难完成准确确认，本文只针对淮南地区舞动跳闸到进行个性分析，从而确定适当的舞动防治措施。

（1） 经查资料：导线不规则异形（架空地线上有明显覆冰、导线为四分裂导线）；风速在4-20m/s稳定的层流风（故障时当地风力为7-8级，风速为13.9-20.7m/s，杆塔四周为农田，地势空旷平坦，风速受地形干扰小，风速均匀），风向与线路大于45度（故障线路走向与风向近似垂直）、气温由零上向零下变化等条件是形成导线舞动的重要因素。

（2）导线舞动波峰一般在导线次档距即间隔棒处，故障点第二个间隔棒正好是导线舞动节点，放电痕迹在其附近。因此在导线和架空地线同时产生舞动时，因导地线结构和自重不同，导地线舞动频率有差异，导致导线与架空地线发生间隙短路可能性较大。

2.2 输电线路舞动具有发生机理复杂、防治难度大和破坏力强的特点，是架空输电线路领域的难题。目前国内对舞动的机理还缺乏统一的认识。目前认为舞动的发生主要取决于三方面的因素，即覆冰、风的激励和输电线路的结构及参数。

1） 覆冰多发生在风作用下的雨淞、霜淞及湿雪堆积于导线的气候条件下。雨凇天气条件下的覆冰最易使线路发生舞动。

2） 舞动离不开风的激励，其形成与风速、风向以及流态等因素直接相关，同时风还会影响导线覆冰的形状。处于地势平坦开阔地区、水面及风口等地区的输电线路，在导线不均匀覆冰的情况下，风速適当（4～25m/s），且风向与线路走向的夹角≥45o 时，易产生舞动。

3） 线路结构和参数对舞动的形成也有重要的影响。从国内外的统计资料来看，在相同的环境、气象条件下，分裂导线要比单导线容易产生舞动，大截面的导线要比常规截面的导线易于产生舞动。

2.3 由于我省以前未见有舞动发生的记录和报告，因此，在舞动成因和舞动故障分析上有一定的难度，从此次5306、5351、5352线路集中跳闸中，我们可以看出以下一些特点：

1） 故障前故障线路所在地区为冰雹、冻雨转大到暴雪天气，导线上有一定的覆冰，但从故障巡线观测中，导线覆冰不是很严重；

2） 故障时当地风力为7-8级，风速为13.9-20.7m/s；故障线路跨越河滩地、水面，杆塔四周为农田，地势空旷平坦。微气象、地形条件明显，且风向与线路大于60度，微地形会造成一些微气候的变化，使得导线发生舞动的风激励条件满足；

3）此次发生的疑似舞动均发生在500kV线路上，与导线为4分裂有关，多分裂导线比单导线易发生舞动；

4） 发生疑似舞动的线路重合均未成功，除了5306线路外，5351、5352线路都发生了多次跳闸，且故障现象均为相间故障，且从故障测距看，故障基本位于相同的区域内。

2.4 近几年辽宁、河南等省份出现的输电线路舞动故障，通过对其故障报告的对比，我公司线路出现的情况类似于线路舞动，后经国网公司防舞动治理工作会议有关专家审定，确定上述线路跳闸为舞动故障。

3 舞动治理

发生舞动后，淮南公司积极查阅资料，了解辽宁、河南等省份的治理措施。根据淮南公司输电线路情况，最后确定使用中国电力科学研究院研制的防舞动线夹式间隔棒和双摆防舞器，应用在500kV汤皋5351线、庄城5352线、洛庄5306线、平洛5303线（与洛庄5306线平行），截止2010年11月11日，按计划完成500kV洛庄5306线、汤皋5351/庄城5352线路、平洛5303线路共4条线路的防舞动治理工作，共安装线夹式间隔棒1929个，双摆防舞器1035个，拆除原间隔棒2021个。

4 防舞动工作的一点思考

舞动是不均匀覆冰导线在风的作用下产生的一种低频率（约为0.1～5Hz）、大振幅（约为导线直径的20～300倍）的自激振动，在振动形态上表现为在一个档距内只有一个或少数几个半波。线路舞动的发生需要满足三要素：导线不均匀覆冰、风激励和线路结构参数。

那么，应该怎么样预防线路舞动故障呢？

舞动防治应贯穿在线路设计、建设和运行维护的全过程，采取了“避、抗、防”等综合防治措施。“避”主要是在线路规划阶段合理规划线路走向和路径，在综合生态、环境条件、线路造价等分析的基础上，考虑防舞需要，在可能的情况下尽可能避开易舞区和微气象、微地形区，避开易舞区。“抗”就是在设计阶段对经过易舞区的线路采取提高线路的机械及电气强度的方法进行抗舞设计。“防”就是在线路设计或运行阶段对存在发生舞动可能性的线路区段加装防舞器，防患于未然。

对未发生舞动但具备舞动条件的线路，要有计划、分阶段地进行舞动治理。（1）易舞区未发生舞动的运行线路对此类线路应重视和加强舞动季节期间的观测工作，制定舞动事故应急处理 预案，重要线路可采取加装防舞器等预防措施。（2）易舞区已发生舞动的运行线路已发生舞动的线路，应及时设计防舞方案，采取加装防舞器等措施。必要时，可对线路进行适当的改造。

总之，输电线路防舞动治理是个长期关注和治理的过程，目前，还没有放之四海而皆准的防舞动方法。防舞动治理只能根据输电线路的各种参数及所处的环境，因地制宜，选择适时可行的方式。

参考文献：

[1] 安徽省电力公司防舞动治理方案，安徽省电力公司生产技术部，2010

[2] 500kV线路施工图设计说明书，安徽省电力设计院，2010

[3] 安徽省电力公司部室工作通知生技工作[2010]2077号《关于安徽省电力公司输电线路舞动治理工作的意见》，安徽省电力公司生产技术部，2010