導(dǎo)線舞動的防治措施

1、CBXC-00-A0209三峽蔡白線專題報告之九三峽蔡家沖一白鶴500kV高壓直流輸電線路工程導(dǎo)線舞動的防治措施中南電力設(shè)計院2004年7月次序舞動發(fā)生年月日舞動發(fā)生地 區(qū)舞動線路電壓等級、 線路名稱及條數(shù)舞動時的氣候狀況眺閘次數(shù)傷線 （根）斷線（根）301987年11月遼寧遼陽66kV線路1條（不明）311987 年 11月16日湖北武漢HOkV青關(guān)線1條雨雪，覆薄冰2321987 年 11月25日遼寧沈陽66kV線路共7條小雨轉(zhuǎn)雪，氣溫-5-7 C, 風(fēng)速23級，導(dǎo)線覆冰 10mm331988 年 12月24日湖南常德500kV葛崗云線1條有冰凍341988 年 12 月2526日湖北荊州

2、500kV姚雙、雙鳳（中 山口大跨越）葛雙線（變 電所出線）共3條小雨轉(zhuǎn)雨淞，氣溫0-3 ,塔上風(fēng)速10m/s, 導(dǎo)線覆冰15mm21351988 年 12月28日29湖北荊州500kV姚雙、雙鳳（中 山口大跨越）共2條氣溫0地面風(fēng)速 45m/s , 塔上風(fēng)速 9m/s,導(dǎo)線原有覆冰（約 15mm）未融化361989年1月1113日湖南常德500kV葛崗云線1條凍雨轉(zhuǎn)雹雪，氣溫-1-2 ,風(fēng)速9.412.8m/s, 導(dǎo)線覆冰約5mm371989年2月28日湖北荊州500kV姚雙、雙鳳（中 山大跨越）共2條小雨，地面氣溫4, 塔上高空風(fēng)速llm/s381989年3月1日湖北荊州500kV姚雙、雙

3、鳳（中 山口大跨越）共2條小雨，地面氣溫4, 塔上高空風(fēng)速Hm/s391989年冬湖北荊州220kV周潛線1條雨雪401990年1月2930日湖北荊州35kV線路共3條四 省 共 計條 線 路小雨轉(zhuǎn)雪，氣溫 -1.3-6.6 ,風(fēng)速 412m/s ,導(dǎo)線覆冰 425mm2521湖北鄂州110、220kV 線路各1條湖北中山口500kV姚雙、雙 鳳線路共2條湖南常德500kV葛崗云線1條凍雨，下雹雪，氣溫 4-2 , 風(fēng)速 1.96.8m/s,導(dǎo)線覆冰約 57mm。次序舞動發(fā)生年月日舞動發(fā)生地 區(qū)舞動線路電壓等級、 線路名稱及條數(shù)舞動時的氣候狀況眺閘次數(shù)傷線 （根）斷線（根）安徽蕪湖、 淮南22

4、0kV線路1條, 500kV線路2條， 直流500kV線路1條凍雨轉(zhuǎn)大雪，風(fēng)速7.79.4m/s,導(dǎo)線覆冰遼寧沈陽66kV遼陽線411990年冬湖北荊州、 宜昌220kV 葛荊線、UOkV 熱周II回線，共2條雨雪421991年2月27日湖北荊州UOkV胡荊線1條氣溫14.9 ,風(fēng)速4.8m/s431991 年 12 月2426日湖北荊州220kV雙家線， 500kV姚雙、雙鳳 （中山口大跨越）， 500kV葛南線沙 洋大跨越共6線路 -凍雨到雨淞,氣溫-6-3 ,風(fēng)速612m/s,導(dǎo) 線覆冰1525mm安徽淮南500kV線路共2條雨夾雪，雨淞，氣溫 0-1.2,風(fēng)速4級， 導(dǎo)線覆冰10mm4

5、41992年3月24日湖北荊州500kV姚雙、雙鳳（中 山口大跨越）共2條凍雨夾雪，氣溫03, 風(fēng)速816m/s,導(dǎo)線覆 冰 10mm452001年元月23-25 日湖北潛江500kV葛鳳線雨淞夾雪，氣溫4703 ,風(fēng)速 5-15.6m/s,導(dǎo) 線覆冰4-12mm,風(fēng)向 角60-80度。462003 年 2-3 月湖北荊州5ookv龍斗I n回、斗 雙線、斗白線共4條雨淞夾雪，氣溫03, 風(fēng)速816m/s,導(dǎo)線覆 冰 10mm31總計1957年5月2003年3 月七省市共發(fā) 生舞動46 次涉及 10、35、44、66、 110、220、500kV 線路 166條次1222906導(dǎo)線舞動對線路平

6、安運行所造成的危害十分重大，諸如線路頻 繁跳閘與停電、導(dǎo)線的磨損、燒傷與斷線，金具及有關(guān)部件的損壞 等等，都會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失與社會影響。所以世界各國都投入 了大量的人力、物力，進(jìn)行了大量的試驗和研究，也取得一些行只 有效的，可供借鑒的經(jīng)驗。2、引起舞動的原因分析形成舞動的因素非常復(fù)雜，而各種因素又相互影響，經(jīng)過國內(nèi) 外對導(dǎo)線舞動的研究，引起導(dǎo)線舞動的因素主要有以下四個方面： 即：線路路走向，地形與地勢，當(dāng)?shù)貧庀髼l件以及線路結(jié)構(gòu)。(1)、線路走向的影響一般來說，各種截面模型的空氣動力學(xué)試驗都是按照風(fēng)向垂直 于模型的軸線方向來進(jìn)行的。事實上，如果風(fēng)向與物體的軸線之間 有一個夾角，那么，真正起激

7、振作用的將主要是風(fēng)激勵力的垂直分 量，而平行于物體軸線的分量通常是不會起到激勵作用的?；诖? 一段線路舞動的大小與狀態(tài)，也主要決定于風(fēng)向?qū)?dǎo)線軸線的夾角。 當(dāng)夾角為90。時，對舞動的影響最大，反之，當(dāng)夾角為零，即風(fēng)向 平行于導(dǎo)線軸線時，那么引起舞動的可能性最小。風(fēng)向固然是一個隨機的參數(shù)，但導(dǎo)線的舞動是由于冰和風(fēng)的聯(lián) 合作用產(chǎn)生的。也就是說，我們這里所說的風(fēng)向是指使導(dǎo)線覆冰時 的風(fēng)向，這樣，在一般情況下，這個風(fēng)向就可大致確定。通常，冬 季，尤其在冰雪天，以北風(fēng)居多，如該線路位于兩山夾峙的河谷地 區(qū)，風(fēng)向可能隨山勢有所偏移。根據(jù)常年的風(fēng)向與風(fēng)速的記載，是 不難確定舞動研究所需要的風(fēng)向與風(fēng)速數(shù)據(jù)的

8、。例如，中山口大跨越由西向東跨越漢江，基本上是東西走向， 冬季北風(fēng)與導(dǎo)線軸線的夾角為75。85。，所以，形成了有利于舞動激 發(fā)與擴(kuò)展的地理條件。據(jù)前蘇聯(lián)的文獻(xiàn)報道，絕大多數(shù)的導(dǎo)線舞動發(fā)生在風(fēng)向與線路 夾角為45。90。的情況下。我國的導(dǎo)線舞動的統(tǒng)計資料也說明，在發(fā) 生舞動的線路中，風(fēng)向與線路夾角為45。90。的約占94.6%,其中, 夾角在60。90。的又居多數(shù)，約占其中的60%以上。據(jù)文獻(xiàn)報道，有一項舞動觀測實例非常能說明這個問題。有一 條線路處于舞動區(qū)，其中，線路軸線與風(fēng)向垂直的一連數(shù)十檔都發(fā) 生了舞動，而與之相連而走向轉(zhuǎn)角（不再垂直于風(fēng)向）的線檔卻沒有 發(fā)生舞動。在這里，其他的氣象條件與

9、線路條件都完全相同，線路 的走向不同起了決定性的作用。、地形與地勢的影響根據(jù)國內(nèi)外的統(tǒng)計資料，導(dǎo)線舞動多數(shù)產(chǎn)生于平原開闊地區(qū)， 這是不難理解的。因為，與山區(qū)或丘陵地區(qū)相比，平原與開闊地區(qū) 無論從風(fēng)速還是空氣的流態(tài)來說，都更加有利于舞動的形成。平均風(fēng)速沿高度的變化規(guī)律，稱為風(fēng)速梯度。由于地表的摩擦, 愈接近地面，風(fēng)速相對較低，只有離地300500m處，才可以認(rèn)為 風(fēng)速不再受地表的影響。此外，愈接近地面的空氣層，受地勢和地面建筑物的影響，流 態(tài)愈不穩(wěn)定。盡管這種流態(tài)的空氣對導(dǎo)線的作用會帶來更多的復(fù)雜 影響，但粗略的分析可以看出，不規(guī)那么的氣流對導(dǎo)線的空氣動力載 荷，將會有一定程度的相互抵消，而不及

10、同一方向的氣流所造成的 空氣動力載荷相互疊加大。所以，線塔愈高，不僅風(fēng)速愈大，其激 勵狀態(tài)也愈嚴(yán)重。、冰風(fēng)參數(shù)的影響對導(dǎo)線舞動來說，冰風(fēng)因素是主要的激勵源，具有關(guān)鍵的作用。 它們的產(chǎn)生及其形態(tài)不僅與氣象因素密切相關(guān)，而且，它們彼此又 相互影響。例如，在同樣的雨淞條件下，風(fēng)速的大小將會影響成冰 的形狀，進(jìn)而影響空氣動力狀態(tài)。顯然，這些問題具有很大的隨機 性，在舞動研究與計算時，通常是根據(jù)統(tǒng)計資料來進(jìn)行的。（4）、線路結(jié)構(gòu)與參數(shù)的影響如果把氣象條件和地形、地勢條件看作是引起導(dǎo)線舞動的外因, 那么，線路本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，就是引起舞動的內(nèi)因了。這些因素 包括：導(dǎo)線的類型（分裂導(dǎo)線或單導(dǎo)線）、張力、弧垂

11、、檔距以及導(dǎo) 線的特性與參數(shù)等等。根據(jù)文獻(xiàn)的記載和有關(guān)分析研究資料，上述 因素對導(dǎo)線舞動的影響，可以大致歸納如下。導(dǎo)線類型的影響據(jù)報道，法國有一條225kV的雙回線路，改造成單回400kV線 路，該線路原采用單導(dǎo)線，并已使用15年，未曾觀測到舞動現(xiàn)象， 但當(dāng)采用原來同樣的導(dǎo)線，完全按照相同的弧垂架設(shè)，并架設(shè)在原 來的桿塔上，當(dāng)然也就具有與原來相同的地理與氣象條件，所不同 的只是把原來的單導(dǎo)線換成了雙分裂導(dǎo)線，結(jié)果，出現(xiàn)了舞動。這 說明在同樣的條件下，分裂導(dǎo)線比單導(dǎo)線容易產(chǎn)生舞動。湖北的觀測資料也證實了這一點。湖北中山口有兩條500kV線 路（姚雙和雙鳳線）跨越漢江，為3分裂導(dǎo)線，在198719

12、90年期間， 曾發(fā)生過5次舞動。而就在上游相距僅200m處有一條與之平行跨 江的220kV雙家線，為單導(dǎo)線，卻從未發(fā)生過舞動。此外，許多國內(nèi)外的觀測資料也都說明，在同樣的地理與氣象 條件下，分裂導(dǎo)線要比單導(dǎo)線容易產(chǎn)生舞動。究竟為什么會出現(xiàn)這種情況，還需要從分裂導(dǎo)線和單導(dǎo)線的有 關(guān)參數(shù)和舞動特性的差異來進(jìn)行詳細(xì)地研究。但二者在覆冰形狀上 的差異，肯定是其中的重要原因之一。對導(dǎo)線的中心線而言，導(dǎo)線 的覆冰一般總是偏心而朝向迎風(fēng)面的，這個偏心質(zhì)量將會引起導(dǎo)線 繞自身軸線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，從而改變導(dǎo)線的迎風(fēng)面。這樣不斷覆冰、不 斷扭轉(zhuǎn)的結(jié)果，使得覆冰導(dǎo)線的截面形狀趨于圓形，以致削弱了作 用在導(dǎo)線上的空氣動力載

13、荷，對舞動有一定的抑制作用。而對于分 裂導(dǎo)線，一般都是每隔幾十米就有一個間隔棒，將各子導(dǎo)線連在一 起。在每一個次檔距內(nèi)的子導(dǎo)線，其兩端被間隔棒固定，扭轉(zhuǎn)剛度 大大高于相同截面的單導(dǎo)線，在偏心覆冰后很難繞其自身軸線扭轉(zhuǎn), 偏心覆冰狀況得不到緩解，所以，作用在分裂導(dǎo)線上的空氣動力載 荷自然就會比單導(dǎo)線大得多了?；谏鲜龇治觯腥酥鲝埑烦g隔棒，以恢復(fù)子導(dǎo)線的自扭轉(zhuǎn) 特性，例如原西德的Preag（普尼格）、荷蘭的Plem（普尼姆）、比利時 的Unrg（恩格）都曾對發(fā)生舞動的線路進(jìn)行過撤除間隔棒的試驗，也 確實起到了良好的防舞效果。但這種方法作為防舞措施有其局限性, 一方面從線路的平安可靠性而言，間隔

14、棒有時是不可缺少的；另一 方面，這種方法的防舞能力很有限，在比較嚴(yán)酷的氣象條件下，往 往會沒有明顯的效果。我國東北遼魏線曾采用過這種方法，但在嚴(yán) 重的雨淞下仍然發(fā)生了舞動。導(dǎo)線直徑的影響觀測資料說明，大截面的導(dǎo)線比小截面的導(dǎo)線易于產(chǎn)生舞動。 這與它們自身的扭轉(zhuǎn)剛度有很大的關(guān)系。大截面導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)剛度大, 在偏心覆冰后難以產(chǎn)生自身扭轉(zhuǎn)，使得覆冰層更多的堆積在同一方 向，使導(dǎo)線迎風(fēng)面與背風(fēng)面的冰層厚度差增大，覆冰導(dǎo)線截面的偏 心度比起小截面導(dǎo)線要嚴(yán)重得多，因此產(chǎn)生舞動的可能性比小截面 導(dǎo)線大。據(jù)我國天津1987年2月發(fā)生的一次舞動的記載，迎風(fēng)面的 冰層厚度比背風(fēng)面大4-5倍，且導(dǎo)線愈粗，冰層愈厚，舞

15、動愈嚴(yán)重， 舞幅愈大。從表2-2的數(shù)據(jù)也大致可以看出這種趨勢。表2-2導(dǎo)線截面與舞動的關(guān)系注：看此表的數(shù)據(jù)時還應(yīng)考慮到，現(xiàn)在運行的小截面導(dǎo)線的總條數(shù)（即統(tǒng)計基數(shù)）要比大截面導(dǎo)線 大得多。導(dǎo)線截面積 （mm2）35507095120150185240300330400與440500我國舞動線路 （條次）81562420161529前蘇聯(lián)舞動線 路 （條次）4137312028512020278327三、導(dǎo)線受力分析當(dāng)流體從結(jié)構(gòu)物的外外表流過時，它將作用于結(jié)構(gòu)物一個激勵、 激勵的大小和性質(zhì)與結(jié)構(gòu)物的斷面形狀、流體的性質(zhì)、流動方賂與 流速等因素有關(guān)。這個激勵將激發(fā)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同性質(zhì)的振動。同時, 結(jié)構(gòu)

16、物的振動不會反過來影響流體的運動及其激勵力，從而形成流 體與結(jié)構(gòu)物之間間的耦合振動。通常遇到的由外流（流體從結(jié)構(gòu)物的外外表流過）誘發(fā)的結(jié)構(gòu)物 振動包括卡門渦振動顫振和馳振三類。這三者有著不同的形成條件 與振動形態(tài)。1、卡門渦振動由于流體繞流過結(jié)構(gòu)物的外表，在結(jié)構(gòu)物的后方形成漩渦。當(dāng) 漩渦從結(jié)構(gòu)物的兩側(cè)交替脫落時，便作用于結(jié)構(gòu)物一個交變的周期 激勵力，引起結(jié)構(gòu)物的周期性振動。這種振動稱為卡門渦（或稱漩渦 脫落）振動。輸電導(dǎo)線的微風(fēng)振動即屬此類。導(dǎo)線的微風(fēng)振動是一種受迫振動，引發(fā)振動的風(fēng)速在0.510m/s 范圍內(nèi)，其振幅的峰-峰值一般不大于導(dǎo)線直徑的23倍，頻率范圍 約為3120Hz,持續(xù)時間較

17、長，一般為數(shù)小時，有時可達(dá)數(shù)天。微 風(fēng)振動的主要危害是造成導(dǎo)線的疲勞斷股、金具和桿塔構(gòu)件的疲勞 破壞和磨損。防治微風(fēng)振動的方法已經(jīng)比較成熟，其中，應(yīng)用最為 廣泛的是防振錘。防振錘是一個用鋼絞線作為彈性元件，懸掛幾個 重錘而形成的振動系統(tǒng)，實質(zhì)上是一個動力減振器，掛在導(dǎo)線上以 吸取其微風(fēng)振動的能量。防振錘在導(dǎo)線上的懸掛位置，應(yīng)中選在最 靠近線夾的振動波的波腹處，靠近線夾是因為該處的疲勞應(yīng)力最大, 因為該處的吸能效果最好。2、失速顫振這是經(jīng)常發(fā)生于飛機機翼上的一種自激振動。它是由于氣流高 速流過翼面時，機翼的扭振與橫向振動相互耦合而產(chǎn)生的。在失速 顫振中，空氣動力已經(jīng)大到可以與結(jié)構(gòu)振動的恢復(fù)力相比

18、較，因此, 它所激發(fā)的結(jié)構(gòu)振動的頻率不是結(jié)構(gòu)的固有頻率，而有明顯的差異。 這種頻率飄移現(xiàn)象是失速顫振的特點，也是它與馳振的主要區(qū)別。3、馳振馳振是由于流體以較高速度流過非圓斷面的結(jié)構(gòu)物外表所引起 的一種自激振動。但是，由于流體的流速比失速顫振低得多，因而 空氣動力與結(jié)構(gòu)振動的恢復(fù)力要弱得多，因而結(jié)構(gòu)物振動的頻率與 結(jié)構(gòu)物的固有頻率接近，很少發(fā)生頻率偏移?？諝庀鄬α魉俚姆秶蛯?dǎo)線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；特點決定了在輸電導(dǎo) 線中，主要存在卡門渦振動和馳振兩種振動。前者發(fā)生于低風(fēng)速、 無冰雪（即導(dǎo)線呈圓截面）的條件下，稱為微風(fēng)振動。后者發(fā)生于較 高風(fēng)速、覆冰雪（導(dǎo)線呈非圓斷面）的條件下，稱為馳振，俗稱舞動 （D

19、ancing）o這是兩種性質(zhì)全然不同的振動，其治理的方法也完全不 同。馳振(Galloping)是非圓截面構(gòu)件在風(fēng)激勵下產(chǎn)生的一種自激振 動，而導(dǎo)線舞動(Dancing)那么是對輸電導(dǎo)線馳振的特指，是馳振的一 個特例。我們不能把其他結(jié)構(gòu)物(如橋梁、塔架等)的馳振也稱為舞 動。導(dǎo)線的舞動是導(dǎo)線覆冰形成非圓截面后所產(chǎn)生的一種低頻、大 振幅的自激振動。其振動頻率通常在0.13Hz,振幅約為導(dǎo)線直徑 的5300倍。導(dǎo)線舞動以及其他結(jié)構(gòu)物的馳振的能量是非常巨大的, 遠(yuǎn)非渦致振動可比。馳振曾使一些建筑物甚至大橋毀于一旦，導(dǎo)線 的舞動也曾引起輸電導(dǎo)線破斷、金具破壞、線塔損傷等重大事故。 在我國大電網(wǎng)遠(yuǎn)距離輸

20、電線路中對導(dǎo)線舞的研究和防治顯得尤為重 要。I、導(dǎo)線的舞動機理研究輸電導(dǎo)線的舞動，是建立在導(dǎo)線有覆冰及風(fēng)激勵條件下的。1、舞動的激發(fā)共有三種不同的模式(1)鄧哈托舞動橫向激發(fā)橫式這種舞動主要是大風(fēng)給導(dǎo)線的橫向力作用產(chǎn)生，其舞動的激發(fā) 過程是一種無需扭轉(zhuǎn)振動參與的無扭舞動模型。因此采用任何旨在 改變系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)長期特性的措施(如安裝失諧擺)，對這種舞動將不會 產(chǎn)生防舞效果。(2)尼戈爾舞動扭振激發(fā)模式在這種情況下，主要是由于分裂導(dǎo)線在大風(fēng)和覆冰形成風(fēng)翼的 作用下，子導(dǎo)線不能自由扭轉(zhuǎn)，從而受到扭轉(zhuǎn)力矩的作用后，產(chǎn)生 的扭轉(zhuǎn)振動失穩(wěn)形成的自激扭振。這時安裝失諧擺對這種舞動將會 產(chǎn)生防舞效果。(3)慣性激

21、發(fā)舞動模式在這種激發(fā)模式時，其橫向(y向)振動與扭轉(zhuǎn)振動可能都是穩(wěn)定 的。只是由于偏心慣性作用引起攻角變化，從而使相應(yīng)的升力對橫 向振動形成正反應(yīng)，加劇了橫向振動，并逐漸積累能量，最后形成 大幅度舞動。這種類型的舞動只會發(fā)生在偏心質(zhì)量位于背風(fēng)面的場合。對于 輸電導(dǎo)線而言，這個偏心質(zhì)量就是覆冰。覆冰試驗說明，覆冰要覆 在背風(fēng)面，只有在雨量和風(fēng)速都很大，而氣溫又不是太低的情況下 才可能形成。當(dāng)然，如果在迎風(fēng)面覆冰之后，風(fēng)向突然改變，使覆 冰處于背風(fēng)面的情況，也可能形成慣性激發(fā)的條件。2.導(dǎo)線舞動實質(zhì)上是一種低頻大振幅振動，這種振動包括三 種形成：(1)橫向振動：包括垂直與水平兩個方向的振動；(2)

22、檔間弧垂導(dǎo)線繞兩端固定點的擺動；(3)導(dǎo)線繞其自身軸線(分裂導(dǎo)線那么為其分裂圓的中心線)的扭 轉(zhuǎn)振動。在上述振動中，以橫向與扭轉(zhuǎn)振動為主，它們之間在存在慣性 耦合與空氣動力耦合關(guān)系，而且，常常是由于這種耦合而誘發(fā)舞動。3.對于輸電導(dǎo)線舞動模式問題，可以得出如下幾點結(jié)論：(1) 一個具體的線路究竟會出現(xiàn)哪一種舞動模式，決定于該系 統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)與冰、風(fēng)條件。由于這些條件中含有許多隨機因素， 如冰、風(fēng)、雨量、氣溫等，所以，同一條線路，今年可能出現(xiàn)這種 舞動模式，而明年那么可能出現(xiàn)另一種舞動模式。(2)鄧哈托模式與尼戈爾模式只是在不同條件下形成的不同校核：編寫：石吉漢 舞動模式而已，并非為某條線路所固

23、有。它們在不同的條件下出現(xiàn): 當(dāng)橫向自激發(fā)條件首先到達(dá)，便出現(xiàn)鄧哈托舞動；反之，如首先達(dá) 到了扭振自激條件，便會出現(xiàn)尼戈爾舞動。這里并不存在鄧哈托與 尼戈爾在舞動機理上的對立。它們兩者又都是統(tǒng)一的。(3)在采用防舞裝置時必須考慮到，目前的各種防舞裝置都不 是萬能的和一勞永逸的。例如，失諧擺可以提高冰、風(fēng)保護(hù)范圍， 使得在這個范圍內(nèi)不會產(chǎn)生扭振自激舞動，但它并不能保證以增加 導(dǎo)線單位質(zhì)量的方法來提高導(dǎo)線產(chǎn)生鄧使托舞動的臨界風(fēng)速Ud,但 并不能防止在風(fēng)速UUd時，因扭振激發(fā)條件到達(dá)而產(chǎn)生舞動，或 者由于慣性耦合而激發(fā)舞動。所以，在處理實際問題時，不僅應(yīng)當(dāng) 仔細(xì)觀察與分析，以判定現(xiàn)場出現(xiàn)的舞動性質(zhì)，

24、而且應(yīng)當(dāng)考慮和防 范幾種舞動模式出現(xiàn)的可能性。五、防舞技術(shù)由于舞動對輸電線路的平安運行構(gòu)成重大的威脅，所以，防治 舞動具有十分重大的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。但是由于舞動的產(chǎn)生與 開展過程十分復(fù)雜，其中不僅涉及許多系統(tǒng)與外界作用參數(shù)，而且 還包含許多隨機因素，因此，給研究工作帶來一定困難。到目前為 止，舞動的防治工作，仍然是治標(biāo)多于治本、經(jīng)驗多于理論，局部 的研究多于全面的研究。要能全面、準(zhǔn)確地計算與模擬舞動狀態(tài)并 設(shè)計出滿意的防舞裝置，還需要進(jìn)行大量的基礎(chǔ)性工作和跨學(xué)科的 研究。盡管如此，從目前已經(jīng)認(rèn)識到的舞動現(xiàn)象與機理分析出發(fā)，采 取現(xiàn)場觀測與試驗研究相結(jié)合，現(xiàn)場經(jīng)驗和理論研究相結(jié)合，采用 由定

25、性向定量逐步深化的方法，還是取得了顯著的成就。已經(jīng)摸索 到一些行之有效的防舞措施與計算方法，使這一領(lǐng)域的研究水平有 了明顯的提高。目前，國內(nèi)外所采用的防舞技術(shù)超前于舞動機理方面的研究， 因此，不少防舞措施還處于試驗與摸索的階段。有些防舞技術(shù)雖然 在某些工程得到應(yīng)用，也有一定的效果，但在理論上還不能進(jìn)行圓 滿地闡述，也提不出準(zhǔn)確合理地設(shè)計、計算方法，因而得不到廣泛 地應(yīng)用?，F(xiàn)在將盡可能地列舉國內(nèi)外一些經(jīng)過工程實踐和試驗研究 的防舞技術(shù)，以拓展我們防舞工作的思路，并推進(jìn)這些技術(shù)的開展 與成熟。防舞措施雖然種類龐雜，但歸根到底都是針對誘發(fā)舞動的因素 來進(jìn)行的。鑒于輸電導(dǎo)線舞動主要是由于三個方面的因素

26、所形成的，即覆 冰及其截面形狀；風(fēng)速及其方向；導(dǎo)線系統(tǒng)的自身參數(shù)。與此相應(yīng), 防舞的措施也將是根據(jù)這幾個方面有針對性地進(jìn)行。現(xiàn)行的防舞措 施，概括起來大約可分為三大類：其一，從氣象條件考慮，避開易 于形成舞動的覆冰區(qū)域與線路走向；其二，從機械與電氣的角度， 提高線路系統(tǒng)抵抗舞動的能力；其三，從改變與調(diào)整導(dǎo)線系統(tǒng)的參 數(shù)出發(fā)，采取各種防舞裝置與措施，抑制舞動的發(fā)生。4、避開易于形成舞動的覆冰區(qū)域與線路走向一般來說；溫度在0-5寸，風(fēng)速在10m/s左右的雨淞地區(qū)， 是舞動的多發(fā)地區(qū)。根據(jù)國內(nèi)外的有關(guān)資料，可以把舞動發(fā)生地區(qū) 分為四類，列于表5-1。我國曾經(jīng)發(fā)生過強舞動的地區(qū)，有湖北荊門、荊州、東北

27、鞍山、 沈陽、安徽。從風(fēng)向來看，根據(jù)觀測，結(jié)冰季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向與導(dǎo)線軸線的夾角大于45。是舞動形成的條件之一，這個夾角愈小，作用在導(dǎo)線上 的垂直分力就愈小，不利于舞動的形成。表5-1舞動區(qū)域的級別與氣象系數(shù)舞動區(qū)級別舞動氣象系數(shù)n特強舞動區(qū)0.20強舞動區(qū)0.15中等舞動區(qū)0.10弱舞動區(qū)0.05針對上述因素，在線路設(shè)計時應(yīng)當(dāng)盡量避開這些因素的影響， 在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)允許的條件下，盡可能繞過強舞動地區(qū)，而在線路 走向上，應(yīng)盡可能減小冬季風(fēng)向與線路走向間的夾角。2、提高導(dǎo)線系統(tǒng)抵抗舞動的能力由于舞動給線路所帶來的主要威脅是線路的機械損壞和電氣故 障，如果雖有舞動發(fā)生，但卻不會帶來機械與電氣故障，或者

28、不存 在潛在的危險，這種舞動（通常是較為輕微的舞動）常常是可以不予 治理的。但是，這必須建立在對舞動狀況確實切把握和對線路機械 強度與電氣性能的充分掌握上。從機械強度來說，就必須對舞動在 導(dǎo)線上所引起的附加張力進(jìn)行驗算。根據(jù)大量的觀測資料可知，導(dǎo)線舞動的軌跡，在垂直于導(dǎo)線軸 線的截面內(nèi)呈橢圓形。橢圓的長軸與鉛垂方向的夾角一般在15左 右，而長軸與短軸的長度之比一般在2:15:1的范圍內(nèi)，長軸的最 大長度可達(dá)1倍弧垂或者更長些。當(dāng)導(dǎo)線產(chǎn)生大幅度的舞動時，兩 根運動著的導(dǎo)線就可能產(chǎn)生碰線閃弧，引起導(dǎo)線燒傷和短路跳閘。 這是導(dǎo)線舞動最經(jīng)常產(chǎn)生的，也是后果較為嚴(yán)重的事故之一。這類 事故以線間距離較小的

29、低壓線路發(fā)生較多。為了防止這類事故的產(chǎn)生，除了采用防舞措施控制舞動的幅值之外，也可以在塔頭的結(jié)構(gòu) 設(shè)計上，采取相應(yīng)措施來防止導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與地線間的碰線。如果其他條件允許，導(dǎo)線最好采用水平布置方式，一般來說， 根據(jù)規(guī)范確定的導(dǎo)線的水平相間距離都會遠(yuǎn)大于導(dǎo)線舞動的水平方 向位移，可以保證不會產(chǎn)生導(dǎo)線間的碰線閃絡(luò)。只要將地線與導(dǎo)線 的垂直和水平距離適當(dāng)?shù)丶哟?，就可以具備抗舞動的能力了。美國、日本和前蘇聯(lián)都提出了一些校驗舞動時塔頭的平安距離 的計算方法，這里僅作一些簡單的介紹。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)資料，導(dǎo)線的舞動軌跡是略有風(fēng)偏的豎橢圓。(5-1)舞動軌跡的橢圓長徑的Y的估算公式Y(jié)= T UwCOS P

30、/f式中Y舞動軌跡的橢圓長徑;Uw風(fēng)速；f舞動頻率；n舞動的氣象系數(shù)，按表5-1選取，一般可取n=0.i5；B風(fēng)向與導(dǎo)線走向（導(dǎo)線軸線）的夾角。舞動的觀測與研究說明，舞動的頻率一般與導(dǎo)線的某一階固有 頻率接近，故舞動頻率可近似取為該階固有頻率fn,即式中n半波數(shù)，即振動的階次;1檔距；m導(dǎo)線的單位長度質(zhì)量;T導(dǎo)線張力參考國外資料，其他參數(shù)取為X=Y/2a=Y/49 =5式中X舞動軌跡的橢圓短軸；a舞動的最小振幅；0舞動橢圓的風(fēng)偏角。上述計算可用于確定導(dǎo)線之間的距離，也可也此確定導(dǎo)線中的 張力增量。這個張力增量常用高達(dá)數(shù)十千牛，因此在各相關(guān)部件的 設(shè)計中是不容忽視的。作為估算，可按式(5-3)計

31、算舞動所引起的張 力增量。當(dāng)半波數(shù)為偶數(shù)時 TOC o 1-5 h z At=EAY n 71(5-3)161當(dāng)半波數(shù)為奇數(shù)時 t二 EAY2n2兀2 _ EAmYg(5,4)161 Ton7r J上兩式中E導(dǎo)線的綜合彈性模量；n半波數(shù)；m導(dǎo)線的單位長度質(zhì)量；1檔距；g重力加速度；A導(dǎo)線的橫截面積；To導(dǎo)線的初始張力；T導(dǎo)線的張力增量。采用專門的抗舞動金具，如抗舞動線夾可以在舞動發(fā)生的情況 下，保護(hù)導(dǎo)線不受損傷。這也是一種提高導(dǎo)線系統(tǒng)抵抗舞動的能力 的有效措施。3、采取防止舞動的措施采取各種防舞裝置與措施，改變與調(diào)整導(dǎo)線系統(tǒng)的參數(shù)，到達(dá) 抑制舞動發(fā)生，或減輕舞動的強度，以保證線路的平安，也是防

32、治 舞動的重要方面。對于已建成的線路，那么更是唯一的方法，這類措 施主要是通過在線路上安裝某種防舞裝置來實現(xiàn)其抑制舞動的功 能。歸納起來，防止舞動的措施可以分為如下幾類：(1)通過改變導(dǎo)線特性來起到抑制舞動作用，多數(shù)防舞器屬于 此類，包括失諧擺、抑制扭振型防舞器、雙擺防舞器、整體式偏心 重錘等；(2)通過提高導(dǎo)線系統(tǒng)的自阻尼來抑制舞動，如由加拿大 A. T. Edwaldi(愛德華滋)設(shè)計的終端阻尼器；(3)通過提高風(fēng)動阻力來到達(dá)抑制舞動的目的，如由 A. S. Richardson(理查德遜)研制的空氣動力阻尼器；(4)通過擾亂沿檔氣流來到達(dá)抑制舞動的目的，如擾流防舞 器；(5)通過各種防覆

33、冰措施來到達(dá)抑制舞動的目的，如采用低居 里點合金材料，使用防雪導(dǎo)線以及大電流融冰等；(6)提高導(dǎo)線的運行張力和縮短檔距也可收到一定的抑制舞 動的效果。六、防舞措施輸電線導(dǎo)線舞動，從氣象或路徑走向方向避開舞動有困難時， 可能的對策是采用合理的線間距離和各種有效的防舞措施。1、合理的線間距離所謂合理的線間距離，有二重意義，一種意義是最小可能的線 間距離，如采用相間間隔棒作防舞措施，線間距離比現(xiàn)有的塔頭尺 寸還可適當(dāng)縮小，而不是增大。另一種意義是增大線間距離，在導(dǎo) 線發(fā)生舞動時，不發(fā)生或少發(fā)生導(dǎo)線碰線短路，這就要求導(dǎo)線之間、 導(dǎo)線和避雷線之間有足夠的距離。2、失諧擺失諧擺是由加拿大學(xué)者尼戈爾首先提出

34、，與Harvard(哈瓦德)等 人共同研究和開展起來，并在工程實踐中取得相當(dāng)效果的一種有效 的防舞裝置。它是基于扭振激發(fā)機理，而運用失諧擺來調(diào)整扭振固 有頻率ft,使之與橫向振動的高階固有頻率fvn別離，從而防止其耦 合而誘發(fā)舞動。對于失諧擺，目前存在著一些相互矛盾的現(xiàn)象和許 多亟待解決的問題：它在北美取得了很好的效果，得到了相當(dāng)廣泛 的成認(rèn)，在我國湖南、河北等地也有成功的經(jīng)驗。但在某些場合卻 又沒能到達(dá)預(yù)期的效果，在某些國家甚至完全不采用；它有一套物 理概念十清楚確、形式較為完整的計算公式，但是，它的力學(xué)模型 又過于簡單，許多因素?zé)o法包含，而且許多原始參數(shù)缺乏或難以取 定；在單導(dǎo)線上，它取得

35、了一定的防舞效果，在某些工程或區(qū)域已 取得了一些成功的經(jīng)驗。失諧擺是一個上端與導(dǎo)線固接的單擺，設(shè)計失諧擺的主要任務(wù) 就是要確定擺錘的質(zhì)量M、擺長R和它在順線方向的布置(Li),這 些參數(shù)都可以通過相應(yīng)的計算來確定。(1)失諧擺的防舞機理導(dǎo)線在新月形覆冰后，可將均布于導(dǎo)線上的覆冰質(zhì)量等效為集 中于檔距中央點的等效質(zhì)量，并可求得相應(yīng)的等效扭矩。由覆冰產(chǎn)生的所謂覆冰剛度，是指導(dǎo)線覆冰之后，對導(dǎo)線系統(tǒng) 抗變形能力的影響。從一般意義來說，一個物體的剛度表現(xiàn)在它需 要在一定的外力作用下，才會產(chǎn)生變形。而一旦外力撤除，即會自 行恢復(fù)原始形態(tài)，這種剛度是正剛度。而覆冰對導(dǎo)線剛度的影響可 以歸納為：當(dāng)覆冰位于導(dǎo)

36、線中心的正上方時，覆冰剛度為負(fù)；反之, 當(dāng)覆冰位于導(dǎo)線中心的正下方時，覆冰剛度為正。因為當(dāng)覆冰位于 導(dǎo)線中心的正上方時，在導(dǎo)線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的時候，覆冰的重心將 會下移，重力作功（而不是外力作功），而在促使導(dǎo)線變形的外力撤 除后，覆冰的重心沒有自行恢復(fù)到原始位置的能力。所以，其覆冰 剛度為負(fù)值；而當(dāng)偏心質(zhì)量處于導(dǎo)線正下方（即導(dǎo)線截面上的最低位 置）時，將具有這種自行恢復(fù)到原始狀態(tài)的能力，故為正剛度。對于 導(dǎo)線覆冰來說，多數(shù)情況下覆冰位于導(dǎo)線迎風(fēng)側(cè)的上方，與鉛垂方 向的夾角不超過30。處，故接近于前者。而后者，即覆冰位于導(dǎo)線 正下方的情況，那么是很少有可能出現(xiàn)的，所以，把覆冰的剛度視為 負(fù)值。由覆

37、冰所形成的負(fù)剛度之絕對值，將隨著覆冰厚度與質(zhì)量的增 大而增大，它會降低導(dǎo)線系統(tǒng)的整體扭轉(zhuǎn)剛度，從而導(dǎo)致導(dǎo)線系統(tǒng) 的扭振固有頻率迅速下降。而與此同時，橫向固有頻率那么下降得比 較少。當(dāng)冰、風(fēng)效應(yīng)到達(dá)一定時，覆冰導(dǎo)線的扭振固有頻率下降到與 橫向振動的第三階固有頻率相等，于是，出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動與三階橫向 振動的耦合，便可能激發(fā)扭轉(zhuǎn)自激舞動。如果在導(dǎo)線的正下方固定一個質(zhì)量為M,擺長為R的失諧擺， 由于其重心在導(dǎo)線的正下方，它所產(chǎn)生的附加剛度將為正值，會提 高導(dǎo)線的整體扭轉(zhuǎn)剛度，從而局部抵銷由覆冰引起的扭振固有頻率 的下降，這樣，就提高了產(chǎn)生舞動的冰、風(fēng)門檻值，擴(kuò)大了該導(dǎo)線 的平安使用范圍，這就是失諧擺防舞

38、的基本原理。（2） 分裂導(dǎo)線失諧擺的結(jié)構(gòu)設(shè)計一般來說，分裂導(dǎo)線的失諧擺應(yīng)安裝在間隔棒上，而不是安裝 在某個子導(dǎo)線上。這是因為在分析分裂導(dǎo)線的失諧情況時，是把分 裂導(dǎo)線作為一個整體來考慮的。對于加裝了失諧擺的間隔棒，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)地計算與 修正，在作這些修正時應(yīng)當(dāng)考慮如下問題：失諧擺單重確實定需要考慮失諧擺的載荷對間隔棒的夾爪 部位的強度、導(dǎo)線在該處的局部彎曲應(yīng)變和彎曲疲勞應(yīng)力。如果受 到強度的限制，可以將失諧擺分成幾個，按一定間距并列安裝，只 要總質(zhì)量不變，將不會影響其防舞效果。失諧擺的擺長受到電暈條件的限制，所以，雖然增加擺長 可以提高防舞效果，或減小擺錘的質(zhì)量，但要全面權(quán)衡。 失諧擺

39、沿檔的布置實際上已在上述計算中予以考慮了，但 布置方案如何確定，仍然是進(jìn)行上述計算的前提。在實際使用中， 采用了如下四種方案：a）集中布置于檔距中央；b）集中布置于檔距的2/9、1/2、7/9處，主要是為了綜合控制 2階與3階的波峰；c）等間距5點集中布置，其效果與3點布置相差不多，而各 連接點的載荷卻可以減??；d）根據(jù)檔距大小，取3點或5點進(jìn)行非等距不對稱布置。理論分析與實際使用說明，將失諧擺集中布置于檔距中央的布 置方案效果最差，因為對2階舞動而言，檔距中點正好是節(jié)點，該 處所布置的失諧擺無論多大，對2階扭振和橫向振動都不起作用， 仍然有產(chǎn)生諧振、誘發(fā)舞動的危險。效果最好的是第4種布置方案

40、，即非等距、不對稱集中布置方 案，它不僅充分利用了失諧擺的防舞功能，而且，由失諧擺所分隔 形成的各子檔距互不相等，對整個檔距而言，也不對稱，各自的固 有頻率也各不相等，從而防止了舞動在鄰檔間的傳播和影響。在間隔棒上安裝擺錘個數(shù)，實踐證明，單擺錘比多擺錘具有更 好的防舞效果。失諧擺的擺錘采用灰鑄鐵（如HT20-40）制造，擺臂采用鋼板制造 （也可整體制造），并熱鍍鋅，所有的緊固件也均經(jīng)熱鍍鋅處理。分裂導(dǎo)線的失諧擺通常安置在間隔棒上，而為了減輕自重，間 隔棒通常采用合金鋁制造。對于安裝失諧擺的間隔棒，應(yīng)當(dāng)校核其 腹板的強度。為了防止裝有失諧擺的間隔棒損傷導(dǎo)線，或者引起連 接處的動應(yīng)變超限，應(yīng)采用阻

41、尼型間隔棒，并在夾緊處安裝橡膠襯 墊。3壓重防舞技術(shù)所謂壓重防舞，就是在導(dǎo)線上配置一定的壓重，以提高臨界風(fēng)速, 擴(kuò)大平安運行范圍。所謂節(jié)點分割原理，就是指如何在導(dǎo)線上合理、 有效地布置防舞器，以便有效地形成節(jié)點，并防止次檔距的小幅度 舞動在鄰檔間傳播與影響的布置原理。在導(dǎo)線上配置一定的壓重之所以能收到防舞的效果，在理論上 有兩種解釋。其一，從鄧哈托的舞支理論來看，配置壓重就等于增 加了導(dǎo)線系統(tǒng)的振動質(zhì)量，從而提高了臨界風(fēng)速值；其二，從尼戈 爾的理論來看，配置壓重會使得導(dǎo)線系統(tǒng)的橫向振動向振動固有頻 率是小于扭振固有頻率的。覆冰后，由于扭振固有頻率下降的程度 遠(yuǎn)大于橫向固有頻率，故引起某階諧振，

42、從而誘發(fā)舞動。顯然，在 導(dǎo)線上配置壓重，將使導(dǎo)線系統(tǒng)的橫向囿有頻率下降，有助于避開一、問題的提出二、舞動情況分析三、導(dǎo)線受力分析四、導(dǎo)線的舞動機理五、防舞技術(shù)六、防舞措施 與扭振的諧振，也等于提高了臨界冰風(fēng)值。因此，它和失諧擺起到 了相輔相成的作用?？梢韵胂?，如果這些壓重在結(jié)構(gòu)上做成失諧擺 的型式，并具有失諧功能，可能會受到二者兼收的雙重效果。在一個檔距中，在假設(shè)干點附加一定質(zhì)量的重錘，如能形成假設(shè)干 個節(jié)點（即不發(fā)生振動的點），相鄰兩個節(jié)點之間就形成一個節(jié)距。這 樣，就能把振動限制在各個節(jié)距之內(nèi)了。然后，通過節(jié)點的合理布 置，使各節(jié)距的振動在以行波的形式傳播時形成相互干擾、相互削 弱或抵銷，

43、從而到達(dá)控制舞動的目的。在一個耐張段內(nèi)，當(dāng)導(dǎo)線舞動時，舞動會從一個檔距向相鄰檔 距傳播。同樣，在同一個檔距內(nèi)，次檔距內(nèi)的振動也會向相鄰次檔 距傳播。從鄰檔傳來的舞動的頻率，如果和本檔的固有頻率相近甚 至相同，便會引起諧振，激發(fā)強烈的次檔距振蕩。這是舞動治理中 常常遇到的問題，顯然，為了防止這種諧振的產(chǎn)生，就必須使得相 鄰次檔距的固有頻率互不相等，這就是節(jié)點布置的基本原那么。如前所述，按中點提升理論計算所得的防舞壓重，是假定壓重 施加于檔距中點的。而在實際上，將如此大的質(zhì)量集中于一點，不 僅為導(dǎo)線強度所不容，而且，即使中點確實成了節(jié)點，不再運動， 它也只是把原檔距分成兩個大小為原來的一半的節(jié)距，

44、這兩個節(jié)距 仍然可以起舞。同時，由于節(jié)點在中點，兩個節(jié)距相等，它們的固 有頻率也相等。這樣，當(dāng)它們一旦舞動，彼此將通過節(jié)點而相互耦 合，推波助瀾，形成強烈的高階舞動。所以，把壓重集中在檔距中 點的做法是極為少見的，只有在檔距非常小的情況下才會采用這種 布置。多點壓重計算雖然考慮了壓重在導(dǎo)線上的分布，在計算方法， 上較前者有所改進(jìn)，但在計算之前，必須事先確定節(jié)點的位置、然 后才能計算各節(jié)點應(yīng)當(dāng)配置的壓重大小。因此，節(jié)點位置的合理分布，是防舞裝置設(shè)計中必須首先解決 的問題。壓重點布置的原那么是： 壓重布置點成為節(jié)點，在設(shè)定的冰、風(fēng)門檻值時保證該。點 不會產(chǎn)生運動，這是需要一定的壓重質(zhì)量來保證的。究

45、竟需要多大 的壓重，應(yīng)依據(jù)導(dǎo)線參數(shù)計算確定。作為節(jié)點處壓重的布置與安裝必須考慮導(dǎo)線的局部強度和 微風(fēng)振動的影響，防止夾爪處導(dǎo)線的損傷和動應(yīng)變超限。節(jié)點分布遵循“相鄰節(jié)距不相等，整體布置不對稱的原那么” 以消除相鄰節(jié)距的諧振。效地抑制了系統(tǒng)的舞動與次檔距振蕩*在湖北中山口防舞工程中，對各種防舞器的布置方案進(jìn)行了一 系列的比照和研究，結(jié)果說明，將分散或?qū)ΨQ布置的失諧擺、雙擺 防舞器等改用“相鄰節(jié)距不相等，整體布置不對稱”的布置后，有 效的抑制了系統(tǒng)的舞動與次檔距振蕩。我們認(rèn)為，把壓重與失諧擺結(jié)合起來，是一個值得探索的途徑, 應(yīng)當(dāng)開展這方面的研究與試驗工作，推出具有我國特色的防舞裝置。4雙擺防舞器雙

46、擺防舞器是北京電力建設(shè)研究所在湖北省超高壓局的協(xié)作下 研制引：發(fā)的新型防舞裝置，其防舞機理是通過提高導(dǎo)線系統(tǒng)的動 力穩(wěn)定性來到達(dá)防舞的目的：北京電力建設(shè)研究所把舞動看作一種動力不穩(wěn)定現(xiàn)象。這樣就 可以用動力穩(wěn)定性理論來分析處理各種類型的舞動，并把這一機理 稱為動力穩(wěn)定性舞動機理。原那么上，穩(wěn)定性舞動機理可以包括現(xiàn)有 的各種舞動機理，換言之，現(xiàn)有白勺各種舞動機理可以看作穩(wěn)定性 舞動機理的某種特例?；诜€(wěn)定性舞動機理產(chǎn)生出穩(wěn)定性防舞機理, 其指導(dǎo)思想是提高導(dǎo)線系統(tǒng)的動力穩(wěn)定性，即通過采取適當(dāng)措施把 原來不穩(wěn)定的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的系統(tǒng)，從而到達(dá)防舞的目的。根據(jù)穩(wěn)定性防舞機理.研究開發(fā)了相應(yīng)的防舞設(shè)計計

47、算方法。 現(xiàn)有的防舞計算方法一般只研究單導(dǎo)線，較少涉及分裂導(dǎo)線；而且 一般只考慮垂直型舞動或垂直扭轉(zhuǎn)耦合型舞動，很少考慮水平運動 分量。鑒于舞動主要發(fā)生在分裂導(dǎo)線上，而且舞動的水平運動分量 也較為明顯，因此在建立舞動計算模型時把重點放在分裂導(dǎo)線上。 根據(jù)舞動問題的特點，忽略各子導(dǎo)線的局部振動，而只考慮分裂導(dǎo) 線的整體運動，從而解決了分裂導(dǎo)線的數(shù)學(xué)表達(dá)問題。此外，在舞 動計算模型中同時考慮了垂直、水平、扭轉(zhuǎn)三個分量，并考慮了三 者的互相耦合，從而可以模擬各種類型的舞動。為進(jìn)行防舞設(shè)計計 算，需在計算模型中把防舞裝置的影響反映在內(nèi)。為此，在模型中 考慮了慣性型防舞裝置，可以對任意形式的慣性型防舞裝

48、置（包括 雙擺防舞器）進(jìn)行模擬。為了數(shù)學(xué)上的嚴(yán)謹(jǐn)和表述上的方便，采用 了線性動力穩(wěn)定性理論作為分析的理論基礎(chǔ)，并用代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù) RouthHurwth（勞斯胡爾威茨）穩(wěn)定性判據(jù)判別系統(tǒng)穩(wěn)定與否的 標(biāo)準(zhǔn)。如果滿足上述判據(jù)，那么系統(tǒng)是穩(wěn)定的。因而不會發(fā)生舞動； 如果不滿足上述判據(jù)，那么系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，有可能發(fā)生舞動。防舞設(shè)計計算方法如下：擺長選擇在選擇擺長時，既要考慮到防舞的需要，又要考慮到防電暈的 需要。從防舞的角度來看，原那么上應(yīng)選用便所需防舞器總質(zhì)量最輕 的所謂“最正確擺長”；從防電暈的角度來看，那么擺長不宜過長。對 于大跨越線路，擺長一般按電防暈要求來控制。擺角選擇原那么上應(yīng)取假設(shè)干擺角

49、進(jìn)行比較，通過優(yōu)選，選用防舞效果最正確 者。使用上，為布置的方便，雙擺的兩個擺錘宜位于兩側(cè)子導(dǎo)線的 正下方。質(zhì)量選擇雙擺防舞器總質(zhì)量取多少，原那么上應(yīng)通過計算確定。一般來說, 質(zhì)量越大，防舞效果越好。在具體實施時，雙擺防舞器總質(zhì)量不宜 小于導(dǎo)線質(zhì)量的5%,以兼顧防舞器的壓重防舞功能。雙擺防舞器 錘頭質(zhì)量的選擇主要取決于防微風(fēng)振動的需要，應(yīng)以微風(fēng)振動不超 標(biāo)為度來進(jìn)行選擇。防舞器數(shù)量根據(jù)所需防舞器總質(zhì)量和錘頭質(zhì)量，即可確定所需防舞器數(shù)量。分布方式在上述理論計算時，為方便起見，假定防舞器是沿檔均勻布置 的。在實際實施時，為提高防舞效果，應(yīng)對防舞器作適當(dāng)?shù)募胁?置，即應(yīng)遵循集中與分散相結(jié)合的布置原

50、那么，或稱之為相對集中原 那么。具體而言，對一般大跨越，可采取宏觀集中、微觀分散的布置 方式，即在宏觀上把全部防舞器均分為3份，分別布置在檔長的2 /9, 1/2, 7/9處；為防止過重的集中質(zhì)量影響導(dǎo)線的防微風(fēng)振 動性能，在微觀上，那么把各局部集中質(zhì)量按適當(dāng)間隔（如lorn）作分散 布置。對一些特大跨越，還可采取局部集中，局部分散的布置方式, 即除了按上述方式作宏觀集中、微觀分散的布置外，另取一局部防 舞器作沿檔分散布置，以抵御高階舞動。根據(jù)在中山口大跨越的防 舞經(jīng)驗，這兩局部的比例大體可取6:4。防舞器本體設(shè)計應(yīng)按所選定的擺長和錘重來進(jìn)行雙擺防舞器的本體設(shè)計。在此 前提下，為滿足防電暈要求

51、，應(yīng)在外形設(shè)計上采取適當(dāng)措施，保證 有足夠的圓角和光潔度。此外，設(shè)計中必須考慮安裝要求，一般采 取在間隔棒上安裝的方式。導(dǎo)線舞動的防治措施一、問題的提出輸電線路的舞動是國際上普遍關(guān)心的科技難點，舞動曾給世界 各國的輸電工程帶來重大的損失和危害。在我國湖北、安徽、東北、華北以及河南、湖南等地先后發(fā)出 過舞動，舞動的線路涉及大跨越和一般線路，地域涉及到山區(qū)、平 原和丘陵。氣象條件涉及到雨淞、雪淞區(qū)，冰雪從幾毫米到幾十毫 米。其涉及面之廣，種類之復(fù)雜，幾乎包括了世界各國所出現(xiàn)過的 各種情況。世界各國的學(xué)術(shù)界和工程界為此投入巨大的精力和資金，從舞 動現(xiàn)場考查，舞動機理防舞動措施及相關(guān)理論模型，現(xiàn)場試驗

52、、計 算方法與計算仿真等方面進(jìn)行了多方面的研究。在舞動治理方面，我國起步較晚，也取得了一些成效。三滬直 流輸電線路，是國家重點工程，西起湖北宜昌，途經(jīng)湖北、安徽、 江蘇、浙江、東到上海。其中，湖北和安徽已有屢次發(fā)生導(dǎo)線舞動 的地帶。本課題結(jié)合三滬直流輸電線路所經(jīng)地區(qū)輸電線路的舞動和 治理情況，同時也參考國內(nèi)外先進(jìn)的舞動理論和治理方法，提出本 工程防治導(dǎo)線舞動的對策和方法。二、舞動情況分析1、我國舞動情況調(diào)查我國有關(guān)舞動的記載始于20世紀(jì)50年代。根據(jù)現(xiàn)有資料，自1957年至2003年初，我國共發(fā)生了 46次導(dǎo) 線舞動，涉及到的線路166條，致傷導(dǎo)線70根，引起線路跳閘122 次以上。發(fā)生舞動最

53、多的是沈陽、鞍山、丹東、錦州一帶，自 19571990年的33年中有18年發(fā)生舞動，共計25次，涉及線路86 條次。其次是湖北省的荊州、武漢、宜昌、荊門地區(qū)，近17年共發(fā) 生舞動14次，涉及線路42條次?，F(xiàn)將國內(nèi)幾次重大的舞動情況介紹如下： 1969年11月14 0,鞍鋼某線路導(dǎo)線為LGJ-240型。上午 氣溫2.4。(2,小雨，下午氣溫降至-6t,雨轉(zhuǎn)雪，導(dǎo)線覆冰。至17 時，氣溫約風(fēng)速約Hm/s,線路開始舞動，舞幅達(dá)23m, 一直持續(xù)到次日凌晨4時左右。舞動停止時的氣溫為-6.82，風(fēng)速為 10m/s,變化并不大，只是風(fēng)向由北東向轉(zhuǎn)為北西向。這次舞動波 及8條線路，先后跳閘11次。1985

54、年11月22日，鞍山、遼陽地區(qū),導(dǎo)線為LGJ-120-400 型。夜降小雨，5時氣溫降至-3。，風(fēng)速610m/s,雨轉(zhuǎn)雪，發(fā)生 舞動。共涉及線路27條，引起跳閘57次，有的線路在24min內(nèi)跳 閘5次而被迫退出運行。因弧閃燒傷導(dǎo)線24根。1987年2月16日，天津塘沽地區(qū)，凌晨小雨，氣溫降至-3.9 ,導(dǎo)線覆冰，迎風(fēng)側(cè)冰厚1025mm,背風(fēng)側(cè)冰厚35mm,冰型呈 橢圓斷面，橢圓長軸接近水平，冰質(zhì)接近透明，不易脫落。上午9 時許，導(dǎo)線陸續(xù)舞動，共涉及10500kV線路18條。通過實地觀察發(fā)現(xiàn)一個共同的特點，即線路電壓等級高、檔距 大、導(dǎo)線粗，那么覆冰厚，冰層重量大，舞動愈益嚴(yán)重，相應(yīng)地舞動 幅度

55、也愈大。1987年2月1921日，湖北省鐘詳縣境內(nèi)500kV姚雙與 雙風(fēng)線中山口大跨越(由西向東跨越漢江)發(fā)生強烈舞動，其時，氣 溫為-1-3t，風(fēng)速418m/s,風(fēng)向西北偏北，基本上垂直導(dǎo)線走 向。有雨淞與凍雨，覆冰厚度約15mm。舞動時，跨越塔塔身搖晃, 橫擔(dān)順線擺動，金具產(chǎn)生很大的撞擊聲。6相導(dǎo)線全部舞動，最大 舞幅峰一峰值達(dá)10m。舞動造成大量金具與護(hù)線條損壞，上相子導(dǎo) 線有3根受到嚴(yán)重磨損。1987年3月29至30日，沈陽、鞍山、遼陽地區(qū)共有12 條66220kV線路發(fā)生舞動。當(dāng)時氣溫為-5-7。，風(fēng)速4.46.7m/ s, 風(fēng)向與線路成60夾角，覆冰厚度10mm,最大舞幅12.8m。舞動 引起各線閃絡(luò)短路、跳閘9次以上，以致燒傷導(dǎo)線11根、地線1 根、斷線1根。1988年12日2526日，湖北省中山口大跨越發(fā)生第二次 舞動，情況與第一次相近，舞動峰一峰值10m,持續(xù)舞動16h后，1 根子導(dǎo)線因嚴(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。此次舞動事故發(fā)生后，原電力部、湖北省電力局開始組織舞動 研究，采取了一系列的防范措施。使舞動得到了有效地防治。1