輸電線路舞動(dòng)介紹課件

輸電線路舞動(dòng)

輸電線路舞動(dòng)簡(jiǎn)介舞動(dòng)發(fā)生機(jī)理目前治理方法介紹國(guó)內(nèi)舞動(dòng)情況及主要防治措施目錄輸電線路覆冰舞動(dòng)簡(jiǎn)介舞動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)錄像舞動(dòng)一種導(dǎo)線風(fēng)致振動(dòng)形式galloping馳振藝術(shù)化描述舞動(dòng)：低頻〔0.1～3Hz〕、大振幅〔導(dǎo)線直徑20～300倍〕自激振動(dòng)。形態(tài)：一個(gè)或幾個(gè)半波。軌跡：橢圓。破壞：相間閃絡(luò)、跳閘。破壞：螺栓松動(dòng)脫落。破壞：斷線、斷股。破壞：金具損壞。破壞：絕緣子、引流線。破壞：塔材損害、倒塔。導(dǎo)線舞動(dòng)影響因素

覆冰

風(fēng)的激勵(lì)

線路結(jié)構(gòu)與參數(shù)

++14輸電線路舞動(dòng)原因及特點(diǎn)分析舞動(dòng)要素要素解釋覆冰覆冰類型，覆冰形狀，覆冰厚度，覆冰重量等：偏心覆冰改變導(dǎo)線截面，改變空氣動(dòng)力特性，產(chǎn)生負(fù)阻尼效應(yīng)，積累能量，激發(fā)舞動(dòng)。風(fēng)的激勵(lì)風(fēng)速、風(fēng)向以及流態(tài)等：影響導(dǎo)線覆冰的形狀；易舞風(fēng)速范圍大致4～25m/s；風(fēng)向與線路走向的夾角越大越易舞動(dòng)；平穩(wěn)風(fēng)。線路結(jié)構(gòu)及參數(shù)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)參數(shù)、連接方式、金具、絕緣子及附加裝置等：在相同條件下，分裂導(dǎo)線通常比單導(dǎo)線更易激發(fā)舞動(dòng)，大截面的導(dǎo)線比常規(guī)截面導(dǎo)線更易激發(fā)舞動(dòng)。雨淞霧凇混合淞覆冰溫降到-5～0℃，風(fēng)速為3～15m/s時(shí)，如果有大霧或細(xì)雨，導(dǎo)線上首先會(huì)形成雨淞。如果溫度降至-15℃～-8℃時(shí)，在原有冰層的根底上會(huì)形成霧凇。導(dǎo)線覆冰靜載脫冰跳躍舞動(dòng)危害風(fēng)鼓勵(lì)舞動(dòng)能量來(lái)源風(fēng)速風(fēng)向平穩(wěn)風(fēng)輸電線路風(fēng)振微風(fēng)振動(dòng)覆冰舞動(dòng)次檔距振動(dòng)風(fēng)偏線路參數(shù)線路的機(jī)械參數(shù)：張力、剛度、連接方式等。線路的結(jié)構(gòu)參數(shù)：分裂導(dǎo)線、緊湊型等。202021-2021年冬季輸電線路覆冰舞動(dòng)原因：典型氣象條件氣象2021年11月9-13日河南大范圍風(fēng)雪和凍雨天氣，-3～0℃，10m/s.山西罕見的雨雪天氣，-16～-5℃，8～10m/s.2021年12月27日-2021年1月6日2021年1月19-20日湖南、江西、浙江氣溫驟降，大風(fēng)雨雪天氣.湖南長(zhǎng)沙、湘潭-3～5℃，15m/s.江西-1～0℃，-3～5℃，8～10m/s.浙江衢州0℃以下，6m/s.遼寧、河北、山東氣溫驟降，大風(fēng)雨雪天氣.遼寧大連、鞍山、本溪和營(yíng)口0℃以下，5～18m/s.河北滄州-2～1℃，8～14m/s.山東-3～0℃，10～20m/s.2021-2021年冬季輸電線路覆冰舞動(dòng)原因：覆冰條件浙江仙特線覆冰河南線路典型覆冰山西朔云線覆冰偏心覆冰：河南：約15mm山西：約15mm湖南：約7mm江西：約13-14mm浙江：迎風(fēng)面約10-22mm，背風(fēng)面約2-10mm

遼寧：約3-10mm，最大15mm河北：約2-3mm山東：最大7-10mm212021-2021年冬季輸電線路覆冰舞動(dòng)原因：線路條件舞動(dòng)發(fā)生地形特點(diǎn)：多為平坦開闊地帶。電壓等級(jí)：涉及較廣，大多為500kV及220kV線路。線路走向和風(fēng)向夾角：根本大于45°。22緊湊型線路防脫冰跳躍和舞動(dòng)的特殊性縮小導(dǎo)線相間距離、增加相導(dǎo)線分裂根數(shù)和相導(dǎo)線等效半徑等方式。導(dǎo)線分裂數(shù)多、導(dǎo)線截面大、離地高度大、電壓等級(jí)高、相間距離小。增加舞動(dòng)發(fā)生的可能性，抗舞動(dòng)能力更弱，輕微舞動(dòng)就可能產(chǎn)生相間閃絡(luò)。

大幅度提高自然輸送功率、有效壓縮輸電線路走廊。

2000-2021年220kV-500kV線路舞動(dòng)與風(fēng)速關(guān)系特點(diǎn)典型舞動(dòng)條件分析〔1〕242000-2021年220kV-500kV線路舞動(dòng)與覆冰關(guān)系特點(diǎn)典型舞動(dòng)條件分析〔2〕25舞動(dòng)事故的時(shí)間分布圖

舉例10年1月19-20日，河北東驊線相間故障跳閘。覆冰痕跡現(xiàn)場(chǎng)主要特征損傷情況破壞類型發(fā)生條件東驊線事故時(shí)情況脫冰跳躍導(dǎo)線發(fā)生覆冰觀察到覆冰跡象。脫冰條件：氣溫升高、自然風(fēng)力作用、人為振動(dòng)敲擊、機(jī)械除冰等。風(fēng)力7-8級(jí)、氣溫-6～1℃。危害：機(jī)械或電氣事故。閃絡(luò)跳閘、螺栓松脫、引流導(dǎo)線脫落、絕緣子球頭彎曲、間隔棒損壞、導(dǎo)線斷股、均壓環(huán)損壞。覆冰舞動(dòng)導(dǎo)線不均勻覆冰，氣溫-6～0℃、覆冰厚度3～25mm。凍雨、觀察到覆冰跡象、冰厚2-3mm、氣溫-6～1℃。風(fēng)激勵(lì)：風(fēng)速4～25m/s、風(fēng)向與線路走向的夾角≥45℃。風(fēng)力7-8級(jí)、東北風(fēng)、風(fēng)向基本垂直于線路。線路參數(shù)條件。線路微地形為平原開闊地、電壓等級(jí)500kV、四分裂導(dǎo)線型式。危害：機(jī)械或電氣事故。閃絡(luò)跳閘、螺栓松脫、引流導(dǎo)線脫落、絕緣子球頭彎曲、間隔棒損壞、導(dǎo)線斷股、均壓環(huán)損壞。事故初步分析依據(jù)事故原因分析線路故障是由于導(dǎo)線覆冰覆冰舞動(dòng)造成的。舞動(dòng)發(fā)生原理介紹舞動(dòng)研究理論機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究數(shù)值方法難題

舞動(dòng)起因垂直激發(fā)機(jī)理〔DenHartog機(jī)理〕扭轉(zhuǎn)激發(fā)機(jī)理〔O.Nigol機(jī)理〕偏心慣性耦合舞動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性舞動(dòng)機(jī)理現(xiàn)有舞動(dòng)機(jī)理〔1〕垂直激發(fā)機(jī)理〔DenHartog機(jī)理〕舞動(dòng)是由空氣動(dòng)力產(chǎn)生的負(fù)阻尼引起

此物理模型比較簡(jiǎn)單，為單自由度模型，只考慮了導(dǎo)線的橫向振動(dòng)。〔2〕扭轉(zhuǎn)激發(fā)機(jī)理〔O.Nigol機(jī)理〕橫向振動(dòng)總是與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)相伴而生。

導(dǎo)線自身的扭振，引發(fā)導(dǎo)線在橫向的失穩(wěn)。產(chǎn)生舞動(dòng)

此物理模型基于導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)分析得到，應(yīng)用于分裂導(dǎo)線舞動(dòng)分析中較為成功，對(duì)單導(dǎo)線的應(yīng)用現(xiàn)在還存在爭(zhēng)論。40〔3〕慣性耦合激發(fā)機(jī)理此機(jī)理在實(shí)踐中的驗(yàn)證比較少。(4)穩(wěn)定性舞動(dòng)機(jī)理動(dòng)力不穩(wěn)定現(xiàn)象

通過(guò)穩(wěn)定性分析確定舞動(dòng)激發(fā)機(jī)制舞動(dòng)試驗(yàn)實(shí)際觀測(cè)試驗(yàn)線路風(fēng)洞試驗(yàn)實(shí)際觀測(cè)通過(guò)在易舞區(qū)域的輸電線路導(dǎo)線上或試驗(yàn)線路上安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，觀測(cè)實(shí)際的氣象、地貌條件下導(dǎo)線舞動(dòng)的特征舞動(dòng)現(xiàn)象的偶發(fā)性和非控性

試驗(yàn)線路將人造覆冰安裝到試驗(yàn)線路上，監(jiān)測(cè)其在實(shí)際風(fēng)場(chǎng)中的振動(dòng)狀態(tài)，研究舞動(dòng)特性及評(píng)估舞動(dòng)設(shè)計(jì)方案和舞動(dòng)裝置的防治效果。日本的Mogami試驗(yàn)線路和加拿大IREQ試驗(yàn)線路

試驗(yàn)?zāi)芰τ邢揎L(fēng)洞試驗(yàn)主要應(yīng)用于模型分析中，通過(guò)試驗(yàn)得到不同冰型情況下導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的空氣動(dòng)力參數(shù)以及響應(yīng)數(shù)據(jù)。驗(yàn)證理論及數(shù)值分析模型的準(zhǔn)確性和可靠性

現(xiàn)有防治措施介紹防舞方法設(shè)計(jì)階段線路走向線路參數(shù)、機(jī)械性能運(yùn)行階段防舞裝置48

防舞技術(shù)路線

避

合理選擇線路的走向和路徑，避開舞動(dòng)多發(fā)地區(qū)及微氣象、微地形區(qū)域。49防舞技術(shù)路線抗適當(dāng)提高線路的機(jī)械及電氣強(qiáng)度，以提高線路抗舞動(dòng)的能力。防

對(duì)已發(fā)生或可能發(fā)生舞動(dòng)的線路，需及時(shí)設(shè)計(jì)防舞方案，加裝防舞器。50防舞技術(shù)路線“避〞、“抗〞理論研究不夠，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺，可操作性較差。“防〞舞技術(shù)相對(duì)成熟，且易于操作，經(jīng)濟(jì)性也較“避〞和“抗〞好，對(duì)于易舞區(qū)新建、在運(yùn)線路根本都采用“防〞的措施。加裝防舞裝置是防舞工作的主要內(nèi)容?！凹友b防舞裝置的防舞設(shè)計(jì)〞方法較易于實(shí)現(xiàn)，造價(jià)也相對(duì)較低，因此應(yīng)是主要的防舞設(shè)計(jì)方法。結(jié)論已有線路52防舞技術(shù)研究成果常用防舞裝置包括：線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒、相間間隔棒、雙擺防舞器、失諧擺、防舞鞭、偏心重錘、阻尼防舞器、擾流器等。每種防舞器都有其使用特點(diǎn)及要求，就防舞效果而言到目前為止，防舞器也只能一定程度上抑制舞動(dòng)，尚不能完全防止舞動(dòng)的發(fā)生。常用防舞裝置及其特點(diǎn)擾流防舞器

改變導(dǎo)線外形，改變空氣動(dòng)力特性。繞流線

空氣動(dòng)力阻尼器

終端阻尼器

擾流線的直徑〔0.75〕擾流線的覆蓋長(zhǎng)度〔0.25〕覆冰較薄的地區(qū)

常用防舞裝置及其特點(diǎn)失諧擺

提高導(dǎo)線的整體扭轉(zhuǎn)剛度

擺錘擺長(zhǎng)及質(zhì)量

布置方式

改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性

常用防舞裝置及其特點(diǎn)集中防振錘

改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性

集中防振錘的質(zhì)量

臨界風(fēng)速

中點(diǎn)托升原理

相鄰節(jié)距不相等，整體布置不對(duì)稱?？紤]局部強(qiáng)度和微風(fēng)振動(dòng)。常用防舞裝置及其特點(diǎn)相間間隔棒

改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性

運(yùn)動(dòng)時(shí)互相牽制，抑制舞動(dòng)。機(jī)械強(qiáng)度

相間過(guò)電壓

防止上下安裝在一條直線上。避開波節(jié)點(diǎn)，安裝在波腹處或附近。常用防舞裝置及其特點(diǎn)雙擺防舞器

穩(wěn)定性防舞機(jī)理

質(zhì)量設(shè)計(jì)

擺角設(shè)計(jì)

擺長(zhǎng)設(shè)計(jì)

防舞器數(shù)量

常用防舞裝置及其特點(diǎn)分散式偏心重錘

控制振動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的反響增益，補(bǔ)償扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的滯后相位。常用防舞裝置及其特點(diǎn)線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒

降低導(dǎo)線不均勻覆冰

主要抑制次檔距振蕩，同時(shí)考慮電磁吸引和扭轉(zhuǎn)復(fù)原。非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法對(duì)間隔棒的布置方案進(jìn)行優(yōu)選。60單導(dǎo)線線路防舞設(shè)計(jì)

對(duì)于較低電壓等級(jí)、相導(dǎo)線為單導(dǎo)線的線路防舞，可采用相間間隔棒、失諧擺、集中防振錘、防舞鞭等，防舞鞭尚未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，造價(jià)較高。分裂導(dǎo)線線路防舞設(shè)計(jì)適用于分裂導(dǎo)線防舞的防舞裝置較多，根據(jù)我國(guó)舞動(dòng)防治經(jīng)驗(yàn)，可采用線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒、雙擺防舞器、相間間隔棒、偏心重錘、集中防振錘等。典型線路的防舞設(shè)計(jì)方法61緊湊型線路防舞設(shè)計(jì)

對(duì)于500kV及以上電壓等級(jí)的緊湊型線路，考慮到其線路特點(diǎn)，防舞設(shè)計(jì)建議優(yōu)先采用線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒，其次是相間間隔棒，可以將它們組合應(yīng)用，防舞效果更好。特高壓線路防舞設(shè)計(jì)特高壓線路由于其電壓等級(jí)高、架線高、檔距大、分裂數(shù)多、導(dǎo)線截面大等特點(diǎn)，特高壓線路的防舞建議優(yōu)先采用線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒或線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒雙擺防舞器，其次是失諧間隔棒等。典型線路的防舞設(shè)計(jì)方法62舞動(dòng)研究重視不夠、研究根底薄弱理論研究難度大防舞技術(shù)手段有限、防舞效果不夠理想防舞工作缺乏指導(dǎo)性的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)防治工作重“治〞輕“防〞，主動(dòng)性差防舞技術(shù)的采用有一定的盲目性試驗(yàn)研究手段待完善存在的問題國(guó)內(nèi)舞動(dòng)情況及常用治理方案我國(guó)屬于舞動(dòng)頻發(fā)國(guó)家傳統(tǒng)舞動(dòng)帶北起黑龍江南到湖南干冷

氣流暖濕

氣流652000-2021年220kV-500kV線路舞動(dòng)區(qū)域分布特點(diǎn)舞動(dòng)新趨勢(shì)國(guó)內(nèi)氣候的變化，特別是惡劣氣象條件的頻發(fā)。新建線路的大量增加。舞動(dòng)發(fā)生的地域范圍擴(kuò)大。舞動(dòng)發(fā)生頻率增加。舞動(dòng)造成的危害和破壞性變大。67舞動(dòng)新特點(diǎn)分析〔1〕：舞動(dòng)發(fā)生頻率高2021-2021年冬季輸電線路覆冰舞動(dòng)特點(diǎn)缺乏3個(gè)月內(nèi)共發(fā)生三次大規(guī)模舞動(dòng)現(xiàn)象。682021-2021年冬季輸電線路覆冰舞動(dòng)特點(diǎn)2021-2021年冬舞動(dòng)涉及八個(gè)省份，舞動(dòng)區(qū)域由傳統(tǒng)易舞區(qū)擴(kuò)展到舞動(dòng)少發(fā)區(qū)。2021.11山西、河南山區(qū)線路也發(fā)生了舞動(dòng)，舞動(dòng)不再局限于平坦、開闊地帶。舞動(dòng)新特點(diǎn)分析〔2〕：舞動(dòng)區(qū)域在擴(kuò)大舞動(dòng)線路涉及10-500kV各電壓等級(jí)的輸配電線路。69舞動(dòng)新特點(diǎn)分析〔3〕：一次惡劣天氣造成舞動(dòng)范圍大2021-2021年冬季輸電線路覆冰舞動(dòng)特點(diǎn)單個(gè)省域內(nèi)：僅山東省就包括濟(jì)南、青島、淄博、濰坊、煙臺(tái)、泰安、濱州、威海和萊蕪9個(gè)地區(qū)。全網(wǎng)范圍內(nèi)：涉及河南、山西、湖南、江西、浙江、遼寧、河北、山東等八個(gè)省份。每次舞動(dòng)過(guò)程都涉及2～3個(gè)省份，單次惡劣天氣導(dǎo)致舞動(dòng)范圍為