输电导线覆冰舞动机理及防治措施

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1、万方数据·14·第29卷第9期2008年9月电力建设ElectricPowerConstructionV01．29No．9Sep．2008·电网技术·输电导线覆冰舞动机理及防治措施蒋兴良，周仿荣，王少华，孙才新(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆市，400044)[摘要】通过大量文献分析总结了输电导线舞动的形成原因、舞动机理和防舞措施。结果表明：输电导线的舞动主要取决于覆冰、风激励、线路结构和参数；目前导线舞动机理主要有DenHartog垂直振动和0．Nigol扭转舞动机理．但不能解释所有类型的舞动现象。此外还有低阻尼系统共振和动力稳定

2、性舞动理论；防舞措施可采取避舞、抗舞和抑舞措施。这可在一定程度上防止舞动危害。而防止导线舞动的根本方法是解决导线覆冰问题。[关键词]输电导线；覆冰；舞动机理：防舞措施中图分类号：TM752，TM726文献标志码：A文章编号：1000—7229(2008)09—0014一050引言2008年1．2月．我国南方遭受了历史罕见的覆冰积雪天气条件．使电网设备严重覆冰．对我国西南、华中、华南、华东地区的电网运行造成了重大危害。覆冰可使输电导线产生自激振荡和舞动，造成输电导线、杆塔、金具及部件的损坏，造成线路频繁跳闸和大面积、长时间的停电，造成重大的经济损失。也对人民的

3、生活造成巨大的影响。最早有记载的舞动发生在美国。20世纪30年代以来。输电线路舞动事故较多的美、加、苏、英、日等国相继投入了巨大的人力与物力。从舞动机理、防舞措施及相关理论、模型与现场试验、计算机仿真等方面进行了研究．在导线舞动领域取得了大量成果【Ⅷ．我国有关舞动的记载始于20世纪50年代。由于受地形、微气象条件等因素的影响，输电导线舞动事故屡有发生，在我国东北、华北、华中、华东和西北地区的输电线路都发生过不同程度的导线舞动。根据现有资料．自1957年至2005年初，我国共发生了48次导线舞动．涉及线路168条．损伤导线70根．引起线路跳闸124次以上。尤其

4、是1987年湖北中山口大跨越导线舞动．造成5条导线损伤。1988年该处再次舞动．造成导线1伤1断．引起了有关方面极大重视。形成舞动的因素非常复杂．而各种因素又相互影响．因此输电线路导线舞动是输电技术领域一个危害较大、防范比较困难的问题之一，解决导线舞动问题在国际上至今仍是一个难题。1导线舞动的危害和形成原因1．1导线舞动的危害综观国内历次导线舞动．输电导线舞动的危害主要有以下几种：(1)舞动使耐张塔的主材接点和横担紧固螺栓松扣、磨损，甚至剪断，严重影响铁塔受力。导线舞动过程，其实质就是强大的持续风力的能量，通过导线扭动运动。逐渐转化成自身机械能量以及转化为铁

5、塔的往复振动形成的自身机械能量的过程。塔材因往复振动所产生的塔材相对位移．必然会造成螺栓脱落或松动。(2)由于舞动的力学作用，使得已有内部绝缘损坏或机械损伤的绝缘子钢脚破裂，造成掉线停电。(3)舞动产生的导线交变应力造成导线损伤或导线金具磨损．导线断线。(4)舞动使相间导线间隙减小，导致相间短路。导线舞动会引起相问短路跳闸．即使是重合良好．也容易在几分钟之内再次跳闸．不但影响供电。而且造成导线严重烧伤闭。(5)舞动增加杆塔交变应力，使杆塔横担和塔身失稳或塔材松动，影响运行。1．2输电导线舞动的形成原因输电线路导线的振动大致分为3大类：微风振动、次档距振荡和舞

6、动。导线舞动和次档距振荡相对于微风振动来说发生的几率较低．舞动多发生在冬季，而且分裂导线比单导线容易发生。但舞动的能量基金项目：国家自然科学基金(90210026)收稿日期：2008-04—17作者简介：蒋兴良(196l一)．男，博士，教授，博士生导师。从事高电压与绝缘技术．输电线路覆冰及其防护研究工作。万方数据第9期输电导线覆冰舞动机理及防治措施·15·很大．持续时间也较长。一旦发生舞动，会造成输电线路短路、断线、倒塔甚至大面积停电，给国民经济和社会生活带来巨大的损失。1．2．1导线覆冰的影响线路覆冰是舞动的必要条件之一。舞动多发生在覆冰雪导线上．覆冰厚度

7、一般为2．548mm。在前苏联按覆冰层厚度划分I、Ⅱ、Ⅲ区中，在Ⅱ、Ⅲ区内观察到最经常的舞动大约占全部舞动事故的80％．而I区内的舞动几乎没报道过。导线上形成覆冰需具备3个条件【4】：(1)空气湿度较大，一般90％～95％，干雪是不易凝结在导线上。雨凇、冻雨或雨夹雪是导线覆冰常见的气候条件；(2)合适的温度，一般为O～5℃，温度过高或过低均不利于导线覆冰；(3)可使空气中水滴运动的风速一般大于lm／s。导线覆冰不均匀。形成所谓的新月形、扇形、D形等不规则形状．此时．导线便有了比较好的空气动力性能．在风的激励下会诱发舞动141。导线覆冰多为非对称覆冰．即迎风侧

8、厚．背风侧薄。发生舞动的导线中等覆冰居多．这与现行舞