山东500kV电网线路舞动分析及其治理 - 图文

从气象条件考虑，避开易于形成舞动的覆冰区域与线路走向，即避舞措施；其二，从机械与电气的角度，提高线路系统抵抗舞动的能力，即抗舞措施；其三，从改变与调整导线系统的参数出发，采取各种防舞装置与措施，抑制舞动的发生，即抑舞措施。

抑舞措施是采取各种防舞装置与措施，改变与调整导线系统的参数，达到抑制舞动的发生，或减小舞动的强度，以保证线路的安全，也是防治舞动的重要方面对于已建成的线路，抑舞措施则是唯一的办法。这类措施主要是通过在线路上安装防舞装置来实现其抑制舞动的功能。

2、常用防舞措施

（1）大电流溶冰。在导线中通过大电流将冰溶化，以消除致舞的不稳定因素。该方法技术复杂，费用昂贵，不便采用。

（2）相间间隔棒。就是在相间或回路间用绝缘棒进行机械连接，制约导线的舞动，其固定处将成为波节，使舞动成为多个半波的模式使振幅变小，达到防止导线间短路的目的。另外，该装置不仅改变了系统的结构方式能抑制导线舞动，而且还可防止脱冰跳跃所引起的混线事故。随着合成绝缘子的广泛应用，该装置已从高压线路发展到超高压线路上，是比较有效的防舞动和隔离混线装置，在双回路乃至多回路上安装相间间隔棒是防治舞动的首选措施之一。

（3）线夹回转式间隔棒。将子导线间隔棒改为可以线夹回转式间隔棒，可以有效解决线路不均匀覆冰的问题，减轻风的激励作用，提高线路的稳定性。结合双摆防舞器一起使用，取得较好的应用效果。

（4）双摆防舞器。双摆防舞器研制始于1989年，在安装方式上采取了集中和分散相结合、宏观集中微观分散、重摆和轻摆相配合等措施。在1991年12月湖北汉江中山口大跨越500kV线路舞动中表现出了较明显的防舞动效果。

（5）失谐摆。是由加拿大学者尼戈尔首先提出，与Harvard等人共同研究和发展起来，并在工程实践中取得相当效果的一种防舞装置。失谐摆的设计基

于扭振激发机理，用来调整扭振固有频率，使之与横向振动的高阶固有频率分离，从而防止其耦合而诱发舞动。

（6）扰流器。扰流器可以改变导线在气流中所受到的气动力。一般的扰流防舞器是利用某种特制的线缠绕在导线上，使得导线与扰流线合成体的各个截面的形状都彼此不同，即使在覆冰后也仍然如此。这样，各个截面上的空气动力（升力、阻力与扭矩）就会互不相同，相互干扰与抵消，达到抑制舞动的目的。

四、山东500kV线路防舞综合治理情况

（一）500kV线路防舞措施的制定

由于舞动的形成主要取决于三个因素，即覆冰、风激励和线路的结构与参数，因此，运行线路主要通过改变线路的结构和参数达到防舞动治理的目的。山东电力集团公司配合中国电科院、华北电科院等单位提出的线路防舞动方案，对不同的方案进行了综合比较，结合山东500kV电网实际，并参考湖北、河南、辽宁等舞动较频繁的省公司的治理情况，提出以下治理方案：

1、单回水平排列线路治理方案。单回水平排列的线路，由于导线上下舞动，相间间隔棒无法形成牵制作用，因此采用线夹回转式间隔棒加双摆防舞器方式。线夹回转式间隔棒代替现在的子导线间隔棒，可以使导线有一定的自由转动幅度，提高覆冰的均匀性；其结构特点是：部分线夹为普通固定线夹，部分线夹为回转线夹，回转线夹可转动角度范围为0～174°，可与普通固定线夹互换。双摆防舞器增加导线的压重，破坏形成共振的谐振条件。

线夹回转式间隔棒的次档距布置应遵循以下原则：最大次档距不大于50米，最小次档距不大于25米，平均次档距取45米左右，并采取不等距、不对称的布置方式。

2、同塔双回垂直排列线路治理方案。同塔双回垂直排列线路，采用相间间隔棒预防覆冰舞动。相间间隔棒可将电力线路中的各相导线机械地连接起来，使各导线的运动相互制约。研究表明，相间间隔棒抑制导线舞动的机理在于其拉力（而非支撑力）

的牵制作用，使各相导线的不同期强迫振动载荷（不均匀覆冰的空气动力提供）相互平衡抵消，从而抑制导线舞动。在该机理的支持下，可对传统相间间隔棒的机械特性和结构形式进行优化，如，可采用较细的芯棒直径和分段式结构，或改变联接方式，也可进而研制新型的柔性相间绝缘子；使其在机械上仅承担导线非同期运动时的拉力而非支撑力。从实际使用效果上看，相间间隔棒是当前防舞动效果最好、最可靠的防舞器械。

对于同塔双回垂直排列线路，主要应用相间间隔棒预防覆冰舞动。根据相间间隔棒生产技术现状和防舞功能需求，相间间隔棒采取双节联接的型式，在线路档距中的布置方式参照国家电网公司有关文件的要求执行，对不同档距相间间隔棒的安装数量及安装位置如下表所示。

表1：500千伏相导线垂直排列线路相间间隔棒布置方法 档距（m） 数量（只） L≤300 300＜L≤500 500＜L≤800 L＞800 2 3 5 7 布置位置（m）（与小号侧的距离） 上相—中相 中相—下相 1／3L 1／4L、3／4L 2／9L、1／2L、7／9L 2／3L 1／2L 2／5L、3／5L 走向夹角大于45度；（3）冬季与早春气温可达到零下，有雨雪、风力在4m/s以上的区域；（4）输电线路的大跨越区段；（5）符合以下典型特征的微地形、微气象区：高山分水岭型、水气增大型、地形抬升型。

（二）2010年500kV输电线路防舞治理开展情况

截至2010年12月10日，山东电力集团公司超高压公司已完成2010年16条500kV输电线路治理工作，治理线路1206档499.11km，安装防舞相间间隔棒3261套、线夹回转式间隔棒3186套、双摆防舞器2280套；超高压公司防舞治理工作历时81个工作日，参与2954人次，共计人工17282工日。具体防舞治理内容见表2。

1／7L、2／5L、1／4L、1／2L、3／5L、7／8L 3／4L 3、铁塔螺栓紧固

同时对治理区段的耐张塔进行全部紧固。 4、易覆冰舞动区段的确定

舞动的形成主要取决于三个因素，即覆冰、风激励和线路的结构与参数。因此，治理措施应主要针对线路的“易覆冰舞动区段”。易覆冰舞动区段的确定，主要根据运行经验、气象部门的历史观测资料、对沿线现有输电线路及通信线路的覆冰及运行情况进行调查，等等。

以下地段宜定性为易覆冰舞动区：（1）曾经发生过输电线路覆冰舞动或附近线路发生过舞动；（2）处于重冰区或中重冰区，且覆冰季主导风向与线路

图10 淄潍线回转式间隔棒及双摆防舞器

图11 益川ⅠⅡ线相间间隔棒

表2：2010年山东500kV输电线路防舞治理区段及措施统计表 序号 电压等级 线路名称 区段 档数 长度km 防舞治理措施 相间间隔棒 回转式间隔棒 双摆防舞器 铁塔紧固 一、单回路水平排列线路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 潍崂线 潍阳线 淄潍线 益川Ⅰ线 益川Ⅱ线 霞昆Ⅰ线 光寿Ⅰ线 霞昆Ⅱ线 光寿Ⅱ线 滨油Ⅱ线 #16～#63 #35～#54 #23～#97 #1～#50 #1～#50 #169～#185 #224～#243 #223～#260 #169～#185 #224～#243 #1～#260 #1～#148 #105～#111 #112～#116 #117～#122 #123～#128 #156～#178 #105～#111 #112～#116 #117～#122 #123～#128 #156～#178 #1～#159 #17～#50 #140～#146 #154～#199 #203～#242 #140～#146 #154～#199 #203～#242 47 19 74 49 49 35 37 35 259 147 17.83 7.251 26.2 20.5 20.5 13.436 13.442 13.436 98.435 60.34 411 1053 1623 99 333 813 1014 120 26 33 13 42 42 43 33 43 33 21 148 148 113 109 113 776 439 二、双回路垂直排列线路（滨油Ⅱ线黄河大跨越处导线为三角形排列，采用回转式间隔棒和双摆防舞器） 11 500 黄滨Ⅰ线 42 29.059 125 21 12 500 黄滨Ⅱ线 42 29.059 125 21 13 14 15 500 500 500 寿油Ⅰ线 寿油Ⅱ线 辛聊Ⅰ线 158 33 90 66.757 13.091 34.887 508 111 546 18 18 22 16 500 辛聊Ⅱ线 合计 90 1206 34.887 458.11 273 3261 3186 2280 11 429 （三）气象及舞动监测系统

为及时掌握气象信息和线路舞动的相关数据，对调度应急处理、事故抢修、防舞动综合治理都是非常有利的，同时也是智能电网实施的一项重要内容。2010年，山东电力集团公司在500kV电网建立了山东电网的气象及线路舞动实时监测系统。系统具体如下：

1、气象实时监测系统

在全省27个500kV变电站建立小型气象监测站，实时监测风速、风向、温度、湿度、气压、雨雪等气象指标，气象数据具备统计、分析和历史存储功能。主站设在超高压，信号送至省调、应急中

心、运行单位及相关管理部门。

2、线路舞动在线监测系统

在500kV滨油Ⅱ线、寿油ⅠⅡ线、辛聊Ⅰ线加装线路舞动在线监测系统。该系统是今年全国电网遭受大范围舞动后的一个新研究课题，基本原理是采用附着在导线上的加速度传感器实时监测线路的舞动情况，一个档距内安装7个传感器便可描绘出导线的完整的舞动轨迹（波幅、波长、频率），并在杆塔上安装小型气象监测站，数据通过安装在铁塔的点对点微波装置传送至附近变电站，然后通过变电站的光纤通道传送至省调、应急中心和运行单位。该系统实现导线舞动的定量监测，对电网的应急处

理和防舞动治理改造提供数据支持。 五、输电线路舞动事件的启示

（一）加强输电线路舞动及防治工作研究。舞动发生具有一定的偶然性，而且概率较低，往往会被人们忽视。但偶然之中存在必然性，只要具备了起舞的三个条件，舞动的发生就是必然的。2010年前山东电网鲜有输电线路舞动记录，但2010年年初两次大范围舞动为输电防舞治理工作敲响了醒钟；说明，在相当大的区域范围内存在导线舞动的可能性，由于舞动的巨大破坏性，因此应对舞动研究与防治给予足够的重视。

（二）防治工作方式转变。山东500kV输电线路舞动问题的研究与防治必须与设计、生产、运行部门相结合，对新建、在运行、已舞动线路分别进行防治，将灾害减少到最低。同时积累舞动防治的经验，在实践中不断完善舞动防治方法。同时，我们必须转变观念，将单纯被动的“治理”改为“预防为主，防、治结合”的主动工作方法。

（三）加强输电线路舞动观测和实时监测。应关注山东500kV输电线路舞动发生的新特点，对各地区发生的舞动及时跟踪，加强对舞动观测的影像记录和舞动实时在线监测数据收集，了解舞动发生的情况和新特点，为舞动的研究和防治积累资料。

六、结束语

（一）2011年2月27日0时30分起至15时30分，因大风雨雪覆冰天气造成山东电网潍坊、烟台地区部分线路发生舞动现象，导致500kV东崂I线、霞昆Ⅰ线相继跳闸，其中霞昆Ⅰ线跳闸3次，强送3次。

此次发生舞动线路（档段）均未安装防舞装置，安装防舞装置的线路（档段）均未发生线路舞动故障。山东电力集团公司超高压公司2010年防舞治理中使用的线夹回转式双摆防舞器和相间间隔棒及其布置方案，在此次舞动中均起到了良好的防舞效果，虽然安装了相间间隔棒的部分档段仍有小幅整体舞动，但并未造成闪络等事故。

上述情况充分说明，2010年山东电力集团公司

超高压公司完成防舞一期治理工作，在本次舞动灾害中发挥了重要的防舞作用。

（二）2011年，山东电力集团公司超高压公司将按照《输电线路舞动治理工作指导意见》和《国家电网公司输电线路防舞差异化改造技术要求》，根据舞动区域分布图和2010-2011年冬季舞动情况，制定公司2011年输电线路防舞治理计划，对2010、2011年均发生舞动（跳闸故障或观测到舞动的线路）的线路，进行全线治理。

参考文献

[1]郭应龙，李国兴，尤传永 输电线路舞动．中国电力出版社，2002。 [2] 国家电网生[2010]178号公司文件，关于印发《输电线路防舞治理安排工作》的通知；

[3]国家电网生[2010]452号公司文件，关于印发《输电线路舞动治理工作指导意见》的通知；

[4]国家电网生[2010]641号公司文件，关于印发《输电线路舞动治理实施方案》的通知。 作者简介：

苏建军：高级工程师，从事生产管理工作 刘洪正：高级工程师，从事生产管理工作 乔耀华：工程师，从事输电线路技术管理工作 杨立超：高级工程师，从事生产技术管理工作