輸電線路導線舞動及其防治

宋文文1 楊文敬2

國網山東墾利縣供電公司 山東 257500

摘要：本文分析了由于輸電線路的導線舞動問題所導致的危害以及導線的舞動發生的具體原因，風速風向是舞動的原因之一，同時由于導線迎著風面導致的覆冰現象也是增加舞動的原因，所以要加強對氣象的觀測，以確定舞動容易發生的地區，做出相應的防護措施，如增加導線的間隔距離，將導線之間加裝間隔棒，都可以有效改善導線的舞動問題。

關鍵詞：覆冰；導線；舞動

輸電線路的導線舞動問題是輸電領域中存在危害較大，難以防范的問題。我國的導線舞動問題主要發生在1982年后，在此期間至2002年底共發生十余次大面積的導線舞動問題，在華中、華北、東北地區時有發生，成了導線舞動問題主要的分布地區，其中長江中山口500千伏線路的大幅度跨越的導線舞動現象造成了極為嚴重的事故。遼寧是導線舞動的多發地區，它的面積之大，時間之長，損失之大，早在1985年，1987年，1992年，1993年，1999年等時間發生極其嚴重的導線舞動問題7余次。

一、導線舞動問題的危害

縱觀國內多余次的導線舞動問題，所造成的輸電線路的損害程度各不相同，形態各異，對不同電壓等級的線路損害程度也不相同。輸電線路的舞動使主材接點和橫擔緊固螺栓松扣、磨損，甚至剪斷，嚴重影響了鐵塔的承受力。在1987年鞍山地區的導線舞動問題造成了董遼線、董王線等15基耐張塔螺栓脫落共計411個，導線間的間隔棒損壞共計7個，在17個耐張段里有的218基直線塔共有15基直線塔的羅算發生脫落現象，總計66個。在1993年發生的導線舞動現象使董遼線和董王線的耐張塔螺栓脫落共計267個，橫擔斜材發生脫落，共計5塊，351橫塔發生嚴重的走形，試驗所用的ZGA型水泥的桿縱向裂紋加重。由于舞動力學的作用，使內部絕緣發生損壞，機械損傷的絕緣子鋼腳發生破裂，造成了停電現象。在1987年的導線舞動現象中，中山口雙絞線，雙鳳線大幅度跨越的導線舞動長達70多個小時之久，使得塔上的33個銷釘切斷，13個發生了嚴重移位，多處導線發生磨損，1988年此處又發生長達30多個小時之久的導線舞動問題，造成姚雙線中的導線掉落。舞動會使導線的間隔距離減小，從而發生短路現象，如鞍山地區1985年紅1線與遼首線兩線的放電跳閘現象，1987年青鞍線發生放電跳閘現象，1993年田營線多次發生跳閘現象等。舞動會增加桿塔交變應力，使得桿塔的橫擔和塔身失去重心，從而導致失衡現象，塔材發生松動，嚴重的影響了正常的運行。1999年在遼寧發生的大面積導線舞動現象，再加上鋼筋混凝土的缺陷問題導致吳寶線嚴重失衡倒塔，

二、舞動的原因

導線舞動的原理至今為止都沒有完全得出結論，本文就防止導線舞動的發生尋找有效的措施展開討論，減少由于導線舞動所造成的不必要損失。導線的舞動的發生因素可分為兩點：第一，導線舞動的力學因素，導線迎著風面發生的覆冰現象增加，從而使導線的形狀發生變化，在風力的作用下，產生了升力與扭轉，升力和扭轉又使得導線產生較之前更為巨大的張力與反向扭轉，柔韌性極強的導線便發生了舞動現象。分裂的導線會造成更加嚴重的扭轉現象。第二，導線舞動會受外界因素影響，如覆冰，風向，風力都會發生導線舞動現象。據我國統計發現，導線舞動現象大多數發生在秋季末期，冬季初期或者冬季末期，春季初期，2～4月，11～12月5個月為舞動現象的高發期，在3月和11月尤為集中。導線的舞動現象多在降雨，雨夾雪的天氣發生，氣溫多數在零上向零下變化，據統計，大多數溫度在2度～0度左右。

導線發生覆冰現象是產生的必要條件之一。一般舞動時導線大約有5 毫米左右發生覆冰現象，約占總面積的50%，偶爾大于50毫米，發生甚至50毫米的雪凇。下雨時10 kV配電線路和通訊線路偶爾會發生小幅度的舞動現象。風速和風向同樣也是發生舞動現象的必要條件。統計表明，舞動常常伴隨7～10 米的橫向風，即風攻角大約在60°～800左右，統計表明，導線截面與舞動無關，從50～500平方毫米都有發生，偶爾會見到進線檔架空地線發生舞動現象，但幅度并不大。

三、防止導線舞動的措施

本文對防止導線的舞動總結了幾點有效措施。

（一）大力開展導線舞動的觀測。

爭取獲取權威的數據和基礎資料，總結出舞動現象極易發生的地區。1990年前后遼寧電網的導線舞動觀測及時獲取了氣象資料、導線舞動基礎資料、總結出了全省容易發生舞動現象的地區，并且繪制出了易發生舞動現象的區域圖，以便在舞動現象發生時有緊急的防護措施。

（二）對鐵塔的緊固方式加以改良。

對極其容易發生舞動地區的桿塔強度加以改進，使得該地區桿塔承受力變強。220～500千伏輸電線路耐張桿塔位坐落于導線舞動系統的終端，相當于一個剛性阻尼器，舞動的力度受橫擔的影響，所承受的變應力達到最大，緊固件極其容易發生松扣現象或經受鋼材經運動所受到的剪切力。所以應該大力加強易舞動地區的耐張塔螺栓和塔桿的強度，必要時應采用高強度螺栓。對于桿塔節點上的螺栓來說，尤其是要對橫擔螺栓采取防松措施，這種措施曾經在500千伏的董遼線舞動現象發生時起到了有效的作用。由于66千伏耐張塔荷載較小，塔的高度相對較矮，所以出現此類問題的概率相對不大。

（三）加大導線之間間隔距離。

對易發生舞動現象的地區線路，尤其是小于220千伏的直線桿塔，首先應該在設計時加大導線之間的間隔距離，其中包括導線間的垂直距離和水平偏移距離。雖然并不能避免導線舞動現象的發生，但是相對可以避免由于導線舞動現象所造成的短路問題。例如大連新明左右線在1997年將易舞段原60千伏塔更換成為110千伏鐵塔，垂直間距由原來的2.5米改成了3.5米，偏移距離由原來的0.5米改成了1米，投運后并沒有發生導線舞動現象。66千伏連周線17～18鼓型塔三相間的垂直距離由原來的2米改成了上中橫擔3.4米，中下橫擔2.5米，都沒有再發生導線舞動現象。其次是使用氣流干擾線，利用破壞導線覆冰后的力學特征，改變導線的受力條件，以其阻尼性能抑制導線發生舞動。此類做法不需要改變導線和桿塔的相對受力面積，投資相對較小，效果較為顯著，但要考慮線路的導線直徑、檔距和舞動波數，并且需要單獨設計，有一定的局限性。例如在1993年鞍山66千伏鞍靈線43～44、52～53中相導線中配備了干擾線，導線舞動時加裝集中防振錘的對照相發生了舞動，而配備干擾線的則沒有發生舞動，在66千伏線路上加裝絕緣相間間隔棒，可以有效的防止舞動時發生短路的現象，例如盤錦田大線、大連岔瓦東線17～18加裝間隔棒后效果顯著。適當調節導線松弛度也可以有效防止導線舞動，例如盤錦電業局在設計允許的條件下將發生舞動地區的松弛度收緊2.5%，下線弛度放松2.5%～5%，中線不發生任何改變，計劃施行后沒有發生導線舞動。對新的線路改用雙絞線導線，不僅提高了輸電能力，而且其阻尼特性還可以利用破壞導線覆冰后的力學特征，防止發生舞動現象。

結語

在一定的風速，風力以及導線覆冰的條件下，都會發生導線舞動現象，應該加強對天氣的觀測，以確定舞動現象發生的地區，并在該地區采取有效的防護措施，避免導線舞動現象的發生。可以通過加裝相間絕緣間隔棒來防止導線舞動，也可以依照檔距的不同而加裝防振錘以防止導線舞動。在線路易發生舞動區域利用檢測的手段有效防止舞動現象的發生，并且記錄數據，進行數據分析，為以后更好的防止舞動現象打下良好的基礎。

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