架空輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)原因分析及對(duì)策.pdf

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1、徽黼靄躊辱燃锨⑧◇回鰳隳萬方數(shù)據(jù)王麥鋒．溫靈長(陜西省電力設(shè)計(jì)院．陜西西安710054)0引言美國最早記載了架空導(dǎo)線舞動(dòng)現(xiàn)象。隨后，在加拿大、日本、前蘇聯(lián)也相繼有大量的架空導(dǎo)線舞動(dòng)發(fā)生與治理的報(bào)道?。近年來，隨著我國超(特)高壓工程的建設(shè)．架空輸電線路所采用的導(dǎo)線截面、張力、懸掛點(diǎn)高度以及檔距都在不斷增大．架空導(dǎo)線舞動(dòng)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。架空導(dǎo)線舞動(dòng)對(duì)輸電線路的破壞除了相間閃絡(luò)、跳閘、電弧燒傷外，更嚴(yán)重的是架空導(dǎo)線舞動(dòng)使得導(dǎo)線本身、連接部件以及鐵塔都承受著較大的動(dòng)態(tài)荷載，當(dāng)荷戴超過了一定限度時(shí)，導(dǎo)線、

2、鐵塔、連接部件都出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞。因此，分析架空輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的原因，采取相應(yīng)對(duì)策，確保線路安全運(yùn)行是十分必要的。1架空輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的危害我國有關(guān)架空導(dǎo)線舞動(dòng)的記載始于20世紀(jì)50年代．而真正進(jìn)行大規(guī)模治理與研究還是在】987年，湖北省中山口大跨越發(fā)生導(dǎo)線舞動(dòng)并導(dǎo)致斷線之后才開始進(jìn)行的。近年來．架空導(dǎo)線舞動(dòng)事故頻繁發(fā)生，已經(jīng)嚴(yán)重危及我國電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。以下是1963年至2008年，我國發(fā)生的幾次典型的嚴(yán)重導(dǎo)線舞動(dòng)事故In。(1)1963年11月14日，鞍鋼某線路導(dǎo)線型號(hào)為LGJ～240。上

3、午氣溫2．4qc，小雨．下午氣溫降至-6℃，雨轉(zhuǎn)雪，導(dǎo)線覆冰。至17時(shí)，氣溫約一1．5℃，風(fēng)速約1lrn／s，架空導(dǎo)線開始舞動(dòng)，舞幅達(dá)2—3iTI，一直持續(xù)到次日凌晨4日,-j左右。舞動(dòng)停止時(shí)的氣溫為一6．8℃，風(fēng)速為10m／s．風(fēng)速變化并不大。只是Jxl向由北東轉(zhuǎn)為北西。這次舞動(dòng)波及8條線路，先后跳閘11次。(2)1985年11月22日。鞍山、遼陽地區(qū)，導(dǎo)線型號(hào)為LGJ—t20—400。夜降小雨，5時(shí)氣溫降至一3℃，風(fēng)速6．8m／s．雨轉(zhuǎn)雪．架空導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)。共波及線路27條，引起跳閘57次，

4、有些線路24mln內(nèi)跳閘5次而被迫退出運(yùn)行。因弧閃燒傷導(dǎo)線24根。(3)1987年2月16日，天津塘沽地區(qū)，凌晨小雨．氣溫降至一3．9℃，導(dǎo)線覆冰，迎風(fēng)側(cè)冰厚10—25mm．背風(fēng)側(cè)冰厚3—5mill，冰形呈橢圓斷面，橢圓長軸接■躬近水平，冰質(zhì)接近透明，不易脫落。上午9時(shí)許，架空一導(dǎo)線陸續(xù)舞動(dòng)，共波及10kV一500kV線路18條。(4)1987年2月19日至21日，湖北省鐘祥縣境內(nèi)500kV姚雙與雙鳳線中山口大跨越(由西向東跨越漢江)導(dǎo)線發(fā)生強(qiáng)烈舞動(dòng)．其時(shí)氣溫為一1--3℃，風(fēng)速4～18111／

5、s，風(fēng)向兩北偏北，基本垂直于導(dǎo)線走向，有雨凇與凍雨。覆冰厚度約15mm。架空導(dǎo)線舞動(dòng)時(shí)?？缭剿頁u擺．橫擔(dān)順線擺動(dòng)，金具產(chǎn)生很大的撞擊聲。6相導(dǎo)線全部舞動(dòng)，最大舞幅峰一峰值達(dá)10111。舞動(dòng)造成大量金具與護(hù)線條損壞，上相子導(dǎo)線有3根受到嚴(yán)重磨損。(5)1988年12月25日至26日，湖北省中山VI大跨越發(fā)生第二次導(dǎo)線舞動(dòng)．情況與第一次相近，舞幅峰一峰值10m。持續(xù)舞x；016hA，1根子導(dǎo)線岡嚴(yán)重磨損斷落江中，2根子導(dǎo)線重傷，金具與護(hù)線條大量損壞。收稿日期：2008—07--02作者簡介：王麥

6、鋒(1979一)．男，陜眄周至人，助理丁程師，工學(xué)碩士，從事高壓電網(wǎng)設(shè)計(jì)與研究。萬方數(shù)據(jù)囝(6)2008年t月10日至1月底，貴州、湖南、江西、浙江等地持續(xù)低溫(一1～5℃)，降水、降雪豐富；風(fēng)速一般在4—15m／s，造成上述省份的輸電線路大范圍嚴(yán)重覆冰。其中不少線路發(fā)生架空導(dǎo)線舞動(dòng)。造成鐵塔聯(lián)結(jié)螺栓松脫、構(gòu)件疲勞失效等，甚至直接引起倒塔事故。由以上及其它方面報(bào)道，可以得出易發(fā)生架空導(dǎo)線舞動(dòng)的條件有：1)季節(jié)：冬季與早春；2)氣象條件：氣溫為一6～0℃，雨轉(zhuǎn)雪，風(fēng)速4—18m／s，風(fēng)向與線路夾角

7、45。一900；3)檔距大小的影響。2架空輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)的原因?qū)Ь€因覆冰而變?yōu)榉菆A斷面，此時(shí)在水平方向風(fēng)的作用下，將產(chǎn)生一定的空氣動(dòng)力。在一定的條件下，會(huì)誘發(fā)導(dǎo)線產(chǎn)生一種低頻率(約O．1～3Hz)、大振幅(振幅與弧垂之比約20％～40％，最大可達(dá)100％)的自激振蕩。因其形態(tài)上下翻飛，形如龍舞，故稱舞動(dòng)。架空導(dǎo)線舞動(dòng)產(chǎn)生的原因相當(dāng)復(fù)雜。是氣候、地形地貌、線路自身結(jié)構(gòu)狀態(tài)等多方面因素綜合的結(jié)果，人類對(duì)其認(rèn)識(shí)還比較膚淺。經(jīng)過長期的研究表明，架空導(dǎo)線舞動(dòng)形成的主要原因取決于3方面的因素。即覆冰、風(fēng)的

8、激勵(lì)和線路結(jié)構(gòu)參數(shù)。2．1覆冰覆冰是架空導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)的必要條件之一。到目前為止。除極個(gè)別現(xiàn)象外，導(dǎo)線舞動(dòng)發(fā)生時(shí)均發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線上有覆冰。通常情況下，導(dǎo)線覆冰不均勻，形成新月形、扇形、D形等不規(guī)則形狀(見圖1)。冰厚從幾毫米到幾十毫米(最厚可達(dá)6011flm)lzl。覆冰改變了導(dǎo)線呈圓形的幾何形狀，使導(dǎo)線的一側(cè)形成一個(gè)翼面。當(dāng)強(qiáng)風(fēng)橫向吹過時(shí)。原來的空氣動(dòng)力特性有所改變。風(fēng)在導(dǎo)線上部通過的氣流速度增大而壓力減小。在下部通過的氣流速度減小而壓力增大，因此導(dǎo)線受到一個(gè)上揚(yáng)力，同時(shí)也受到一個(gè)水平力。由于上揚(yáng)力與