1000kV交流特高压输电线路舞动区的划分(2)

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Sep.2010HighVoltageApparatusVol.46No.9

条所产生的升力而引起的一种低频（频率在0.1～3Hz）、大振幅（振幅可达10多米）的自激振动[2]。输

电导线舞动通常发生在冬季导线覆冰而形成非圆截面的情况下。

1.1舞动的危害

舞动时，全档架空线做定向的波浪式起伏运动。

由于振幅较大，容易引起相间或导线对地间的闪络，造成金具损坏、线路跳闸停电、拉倒杆塔、导线折断等事故[3],造成重大经济损失，对输电线路的运行安全造成了巨大危害。2008年1月至2月，中国南方地区发生了罕见的大面积、长时间的冰冻自然灾害。中国中南部地区电网因冰灾停运电力线路达36740条；因灾停运变电站共2018座；110～500kV线路因灾倒塔共8381基。初步估计这次灾害给电网企业造成的直接经济损失达200多亿元（人民币）[4]。

1.2舞动区的特征

导线舞动往往发生在具有非对称截面的导线

上，其特点是频段低、幅度大（最大可达300倍导线直径），与普通的导线在微风下振动有本质区别。造成这种空气动力学上的非对称截面的主要原因有以下几种：①导线自身的螺旋外形；②覆冰凌；③覆雪的冰冻；④雨夹雪，湿雪的凝冻；⑤上升气流形成的覆冰；⑥水雾造成的覆水滴；⑦其他非对称形覆着物。

导线舞动具有不确定性和突发性：①大档距、多分裂、大截面导线发生舞动机率大；②舞动与风速成正态分布，最小风速为4m/s，最大风速为25m/s，中心风速为17m/s；③导线方向与风向成45°～90°交角时，诱发舞动的几率最大；④舞动90%为垂直分量，水平振荡与垂直振荡频率一致；⑤舞动通常表现为一阶或二阶以上的驻波。

1.3舞动区产生条件

导线舞动的形成取决于3个因素，即导线覆冰、

风激励和线路结构与参数[3,5]。

1.3．1导线覆冰的影响

舞动多发生在覆冰雪导线上，覆冰厚度一般为

2.5～48mm。国内外大量观测资料表明，导线上要

形成覆冰，必须具备3个条件：①空气湿度比较大，一般为90%～95%，干雪不易凝结在导线上，雨凇、冻雨或雨夹雪是导线覆冰常见的气象条件；②需要合适的温度，一般为－5～0℃，温度过高或过低均不易形成导线覆冰；③可使空气中水滴运动的风速，一般大于1m/s。

1.3．2风激励的影响

导线上如果光有覆冰，没有风的激动作用，导线

舞动仍然不能形成。因此要形成舞动，除覆冰因素

外，必须有稳定的层流风对导线的激励作用，舞动的风速范围一般在4～20m/s，并且当线路走向与主导风向的夹角大于45°时，导线容易产生舞动，而且该夹角越接近90°，则舞动的可能性越大[6]。因此，在四周无屏蔽物的开阔地带（如江河湖泊、平地等）或山谷风口，能使均匀的风持续吹向导线，这些地区是容易发生舞动的地带。

1.3．3线路结构与参数的影响

就舞动发生的机理而言，不合理的线路结构参

数组合容易引起线路舞动。国内外统计资料表明，分裂导线比单导线容易产生舞动。单导线覆冰时，由于扭转刚度小，在偏心覆冰作用下导线易发生很大扭转，使覆冰接近圆形；而分裂导线覆冰时，由于间隔棒的作用，每根子导线的相对扭转刚度比单导线大得多，在偏心覆冰作用下，导线的扭转极其微小，不能阻止导线覆冰的不对称性，导线覆冰易形成翼形断面。对于超高压输电线路，多采用4分裂导线甚至多分裂导线，较易发生舞动。此外，大截面导线比小截面导线容易产生舞动，大截面导线的相对扭转刚度比小截面导线大，在偏心覆冰作用下扭转角要小，易形成非对称覆冰，在风激励的作用下，产生的升力与扭矩要大[3]。

2线路经过地区的历史气象资料

项目课题组得到了河南省气象局的大力支持，

提供了线路经过的14个县1961～2008年的详细气象数据，为微气象区的划分提供了很好的数据支持。

通过把搜集到的气象资料进行整理，得到了与输电线路舞动区划分密切相关的基本气象要素的气象数据。

风是输电线路发生舞动的必要因素，是输电导线舞动激振力的来源。通过对气象站历年实测风速资料进行统计分析，得出线路沿线各县累年逐月的最大风日数表，并绘制了各个地区逐年累月最大风日分布图，见图1。其中伊川、汝州、宝丰、鲁山以及方城冬季大风日数较多。

数

日月月

阳

爱

县

州

义

师

川

州

丰

山

召

城

旗

河

沁博温孟巩偃伊汝宝鲁南方社唐大风日数平均值

图1

逐年累月最大风日分布图

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