66kV输电线路舞动原因分析及防治措施

赵锐

摘 要：电力系统的可靠供电是保障油电生产、生活正常运行的关键，线路的安全平稳运行是可靠供电的前提条件。在线路的日常运行中，导线舞动是最常见的问题，长距离输电线路在运行的过程中，如果发生导线舞动的话，很可能会导致大面积停电之类的问题。

关键词：输电线路;导线舞动;问题与策略

1、前言

输电线路运行过程中，在风载荷的作用下产生振动，进而就可能会产生导线舞动的问题，这样对于输电线路有着很大的危害，针对此文章分析了66kV输电线路舞动的原因和防治策略。

2、线路舞动问题

近十年来，输电线路发生导线舞动的情况明显增多，一旦因大面积舞动导致线路频繁跳闸甚至断线倒塔事故，会造成大面积的停电，影响电网安全稳定运行。因此，防止导线舞动已成为目前输电线路急需解决的关键性问题之一。导线舞动是导线振动的一种，它不同于微风振动，而是一种低频高幅振动，这种振动与架空线固有频率谐振，振幅很大，在大档距中有的达十几米，导线沿风偏后的平面内做垂直方向运动。导线舞动时并不是1个正弦波沿导线传播，而是在1个档距内有2个（或1个或多个，大多数是2个）点振幅最大，不停地振动，导线的舞动幅度比较大，造成线路闪络是最常见的故障。由于导线舞动发生在多个档距内，如果发生线路跳闸情况，则会在很长一段时间内频繁跳闸，迫使该线路退出运行。导线舞动会造成线路金具及绝缘子损坏。由于导线舞动时，导线会沿着线路方向来回窜动，悬垂绝缘子串顺线路方向摆动，使各种金具连接处发生滑动磨擦。当绝缘子串越短时，由于金具之间磨擦相对较大，因此磨损越严重，特别是架空地线线夹船体的凸轴处尤为严重。

3、输电线路的舞动跳闸

2003-02-10-03-05，三峡送出湖北境内的500kV龙斗、斗双等输电线路发生了2次强烈的舞动，最大振幅超过7m，最长持续时间约10h。舞动造成金具（包括铁塔螺栓）严重磨损、断裂、脱落，导线断股、脱落，同时导线对地线放电，线路跳闸，送电被迫中断。2003-11-05—06，内蒙古500kV永丰线Ⅰ、Ⅱ回输电线路发生强烈舞动，最大振幅达8m。由于四分裂导线成为1个整体进行舞动，所产生的纵向应力非常大，对耐张杆塔强度起到了破坏作用。在杆塔附近可以听到“咯吱、咯吱”的响声，横担左右摆动，塔身也相应摆动，线路导线舞动过后，在塔附近地面发现70多条螺栓，这些螺栓有的是被磨损后剪断的，有的是螺帽退出后掉到地上，几乎全部螺栓的螺扣大部分都被磨平。部分耐张塔横担塔材扭曲变形，导线间隔棒有断裂和松动现象，跨越档导线断股、防振锤脱落。送电被迫中断，进行抢修，更换了数千米的导线及大量的金具。2003-02-09-10，河南电网13个地市出现大风、暴雪等恶劣天气，引发线路导线大面积舞动，振幅达5～6m，造成豫南、豫东地区17条220kV线路、15条110kV线路、198条10kV线路跳闸。2004-12-20—28，华中地区自北向南出现了历史上罕见的雪淞和雨雪天气，局部地区出现暴风雪，湖北荆门境内110～500kV不同电压等级的输电线路发生了大规模的导（地）线舞动，造成线路跳闸、绝缘子损坏、金具损坏等恶性事故，严重威胁到华中电网的安全稳定运行。2018-02-05-08，锦州地区大风，导致输电线路导线严重舞动。电力公司锦州供电工区所辖南基线停电，造成基地变电所全所失电事故。

4、导线舞动的原因

4.1气象条件分析

导线舞动是在某种特定的气象条件与线路所处的地理环境、线路自身的各种参数结合到一起而发生的，这些条件组合极其复杂。一般情况下，发生导线舞动的气象条件是：导线有覆冰、风力5级以上、风向与线路方向夹角大于45°。但是，目前尚没有人能够精确地测定出发生舞动的条件。因为从观测到的舞动现象来看，有许多无法解释的现象。例如：多数导线上有覆冰时产生舞动，可有时导线上没有覆冰也发生舞动;在同1档距内只有1相导线舞动，有时有2相导线舞动，也有3相導线同时舞动;架空地线发生舞动而导线不动，有时架空地线不动而导线却在舞动;在同塔双回的线路中，只有1回或某1相舞动，而另1回不舞动;在1个耐张段中其中1个档距在舞动，而相邻的档距却不舞动;单导线能发生舞动，导线也能发生舞动;500～10kV线路都能舞动;电气化铁路上的导线也能舞动;带电线路能舞动，停电线路也能舞动。综合上述情况来看，风是发生导线舞动的必要条件，而且风必须与线路方向有45°以上的夹角。气温、电流等条件则不是必要的，当覆冰出现时，气温必然由零上降至零下，这种降温天气条件下，常伴有一定的北（偏北）风（这与我国所处的地理位置有关，南半球则是南风）。所以说，当有大风出现时，发生导线舞动的概率最大。

4.2力学角度分析

当导线上有覆冰时，一般的覆冰都是在受风侧的上半部有截面为月牙状的冰，致使导线截面不呈圆形。当风垂直作用于导线上时（如果风与导线有一定夹角，那么可以将风分解为垂直于导线和平行于导线的2个力）。由于覆冰的存在，这个力使导线有1个向下的作用力，使导线向下运动，导线张力变大，并使导线有1个向上的反作用力，使导线向上运动，并通过平衡点。此时，在导线的重力与风力的作用下，又向下运动，这样便形成了“弹簧效应”。当这个频率与导线的固有频率成整数倍时，可以使风的能量不断积累，导致导线振幅不断增大，形成舞动。由于风不断地吹，能量不断地补充，使导线舞动能够持续进行，直到某一条件发生变化时，才使导线舞动停止。当风向与线路方向平行时，如果风与导线有一定夹角，那么可以将风分解为垂直、平行于导线的2个力。由于导线都有弧垂，在档距的一半风吹导线的下表面，档距的另一半风吹导线的上表面，同样可以将风作用于导线的力分解成垂直和平行于导线的力。垂直于导线的力可以使导线向上或向下运动。此种解释适用于导线没有覆冰时产生的舞动。

5、解答策略

加装相间间隔棒，这种方法已在油田电网66kV线路上试用，效果很好。安装相间间隔棒后，可以减轻导线舞动幅度，同时也可以避免导线之间互相靠近造成相间闪络。

结束语

输电线路运行过程中，风速风向和导线迎风面出现覆冰很容易导致导线舞动问题，针对其应当尽量强化观测工作，确定导线舞动容易发生的地区和线路，必要时加装一些防舞器等。

参考文献：

[1]宁俊保.高压输电线路防舞装置的探究[J].中国电业（技术版），2016（6）.

[2]祝永坤，李文鹏，刘辰，等.500kV紧凑型输电线路覆冰舞动故障分析及防范措施[J].内蒙古电力技术，2016，34（2）：5-9.

[3]杜超，高广德.架空输电线路舞动及防治方法分析[J].通讯世界，2017（6）：160-161.

[4]林师.特高压输电线路舞动浅析及防舞装置对导线弧垂特性影响研究[J].科学技术创新，2017（3）：41-42.

[5]唐巍，马国译，崔海龙，等.一起覆冰舞动引发线路故障的分析探讨[C]//2018智能电网信息化建设研讨会.2018.

[6]李献忠，雷莱.架空输电线路的舞动原因及防治措施[J].仪表技术，2019（4）.