220kV輸電線路導(dǎo)線防舞動(dòng)設(shè)計(jì)研究

220kV輸電線路導(dǎo)線防舞動(dòng)設(shè)計(jì)研究摘要：輸電線路導(dǎo)線在特殊條件下產(chǎn)生的舞動(dòng)，給線路的安全運(yùn)行帶來(lái)了很大的影響，本文對(duì)架空輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)情況進(jìn)行調(diào)查分析，提出幾種防舞動(dòng)的措施，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。關(guān)鍵詞：輸電線路；防舞動(dòng)；研究1線路舞動(dòng)分析導(dǎo)線舞動(dòng)是導(dǎo)線振動(dòng)的一種，它不同于微風(fēng)振動(dòng)和次檔距振動(dòng)，舞動(dòng)是一種低頻高幅振動(dòng)，這種振動(dòng)與架空線固有頻率諧振，振幅很大，在大檔距中可能達(dá)到十幾米。導(dǎo)線舞動(dòng)在橫向?yàn)闄E圓形垂直運(yùn)動(dòng)，在縱向?yàn)椴ɡ诵窝貙?dǎo)線傳播，檔距內(nèi)大多有2個(gè)點(diǎn)的振幅最大，當(dāng)風(fēng)向與線路方向平行時(shí)，如果風(fēng)與導(dǎo)線有夾角時(shí)，可以將風(fēng)分解為垂直導(dǎo)線和平行導(dǎo)線的兩個(gè)力，由于導(dǎo)線有弧垂，在一半檔距中風(fēng)力作用在導(dǎo)線的下表面，在另一半檔距中風(fēng)力作用在導(dǎo)線的上表面，同樣可以將風(fēng)作用于導(dǎo)線的力分解成垂直和平行于導(dǎo)線的力，垂直于導(dǎo)線的力可以使導(dǎo)線向上或向下運(yùn)動(dòng)，此種解釋適用于導(dǎo)線沒(méi)有覆冰時(shí)產(chǎn)生的舞動(dòng)。2工程舞動(dòng)調(diào)查及舞動(dòng)區(qū)劃分本文以寧夏某220kV雙分裂導(dǎo)線輸電線路為例，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃及分析計(jì)算，該工程導(dǎo)線截面采用2×400mm2。氣象條件：最低氣溫-30℃、年平均氣溫10℃、基本風(fēng)速27m/s、設(shè)計(jì)覆冰5mm、最高氣溫40℃。寧夏地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候區(qū)，冬季嚴(yán)寒，夏季酷熱，降水集中，四季分明，年降水量較少，集中在夏季。由于遠(yuǎn)離海洋，濕潤(rùn)水汽難以到達(dá)，因而干燥少雨。寧夏地區(qū)輸電線路舞動(dòng)的特點(diǎn)：（1）從以往舞動(dòng)故障中看出已知風(fēng)向與輸電線路軸線夾角的舞動(dòng)故障中，45°～90°占絕大多數(shù)，而60°～90°又是最多。即當(dāng)線路走向與風(fēng)向夾角大于45度時(shí)導(dǎo)線易產(chǎn)生舞動(dòng)，而且該夾角越接近90°則舞動(dòng)的可能性越大。（2）四周無(wú)屏蔽物的開(kāi)闊地帶（如湖泊、平地等）、無(wú)遮蔽物的開(kāi)闊通道、或山谷風(fēng)口能使均勻的風(fēng)持續(xù)吹向?qū)Ь€，這些地區(qū)是容易發(fā)生舞動(dòng)的地帶。根據(jù)《寧夏電網(wǎng)舞動(dòng)分布圖》（2016版）劃分，本工程線路沿線屬于2級(jí)舞動(dòng)區(qū)。3防舞措施及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較3.1防舞裝置主要種類(lèi)自從高壓輸電線路產(chǎn)生舞動(dòng)以來(lái)，我國(guó)一直在進(jìn)行著高壓輸電線路的探索工作，經(jīng)過(guò)我國(guó)電力工作者不懈的努力，已經(jīng)創(chuàng)造出眾多的防舞動(dòng)裝置，主要防舞裝置有線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒、相間間隔棒、雙擺防舞器、失諧擺、偏心重錘、動(dòng)力減振器等對(duì)線路舞動(dòng)有抑制作用的防舞器，具體防舞裝置及其主要特性見(jiàn)表1。表1防舞裝置及其主要特性序號(hào)防舞動(dòng)裝置主要特性1線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒加裝雙擺防舞器改善導(dǎo)線覆冰不均勻現(xiàn)象，具有壓重和降低扭轉(zhuǎn)特性，防舞效果較好，廣泛應(yīng)用于3級(jí)舞動(dòng)區(qū)。2線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒迎風(fēng)側(cè)分裂導(dǎo)線能夠旋轉(zhuǎn)，使得導(dǎo)線表面覆冰均勻，降低導(dǎo)線覆冰扭轉(zhuǎn)舞動(dòng)現(xiàn)象，由于沒(méi)有壓重作用，防舞效果有限，適用于1級(jí)舞動(dòng)區(qū)。3雙擺防舞器適用于分裂導(dǎo)線，安裝方便，具有壓重防舞動(dòng)，提高導(dǎo)線系統(tǒng)穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于我國(guó)分裂導(dǎo)線線路。4動(dòng)力減振器能夠提高導(dǎo)線系統(tǒng)的穩(wěn)定性，壓重防舞，增大阻尼，具有彈簧減振裝置，國(guó)外應(yīng)用較多，我國(guó)分裂導(dǎo)線線路多次應(yīng)用。5相間間隔棒將各相導(dǎo)線機(jī)械連接在一起，使導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)相互制約，抗拉強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、柔韌性和抗撞擊性好，廣泛應(yīng)用在雙回路和緊湊型線路。6集中防振錘原理是壓重防舞，限制壓重點(diǎn)的振幅，形成節(jié)點(diǎn)，從而抑制導(dǎo)線的振幅和振型，取材容易，安裝方便，無(wú)需增加間隔棒，防舞費(fèi)用較低，在國(guó)內(nèi)大跨越有應(yīng)用。7擾流防舞器（防舞鞭）質(zhì)量輕，易安裝，對(duì)導(dǎo)線負(fù)面影響小，在覆冰較薄時(shí)，防舞效果較好，但其價(jià)格較高。8失諧擺一般應(yīng)用于單導(dǎo)線上，用于調(diào)整扭振固有頻率，使之與橫向振動(dòng)的高階固有頻率分離。9偏心重錘防止耦合諧振，適用于分裂導(dǎo)線，應(yīng)注意對(duì)微風(fēng)振動(dòng)的影響，防舞效果較好。3.2線路雙分裂導(dǎo)線防舞裝置經(jīng)濟(jì)比較以220kV雙分裂導(dǎo)線檔距400m為例進(jìn)行防舞裝置經(jīng)濟(jì)比較，防舞裝置選擇線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒、絞結(jié)式相間間隔棒、線夾回轉(zhuǎn)式雙擺防舞器、FR防振錘、防舞減震器、防舞鞭六種，經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果如表2。表2防舞裝置經(jīng)濟(jì)比較表防舞裝置單價(jià)（元/個(gè)）數(shù)量（個(gè)）總價(jià)（元）備注線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒+線夾回轉(zhuǎn)式雙擺防舞器5002424600雙擺防舞器單重25kg70018絞結(jié)式相間間隔棒雙分裂絞結(jié)式防舞金具98049120每套約30kg220kV間隔棒26002FR防振錘195428190單重7.5kg防舞減震器6001810800單重19kg防舞鞭60015693600單重1.9kg以上價(jià)格均為材料價(jià)，總價(jià)不含施工安裝費(fèi)。從上表可以看出，采用FR型防振錘費(fèi)用最省，采用防舞鞭費(fèi)用最高，其他防舞措施費(fèi)用由低到高依次為：絞結(jié)式相間間隔棒、防舞減震器、線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒+線夾回轉(zhuǎn)式雙擺防舞器。4結(jié)論輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)乎整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，本文結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，通過(guò)設(shè)計(jì)分析研究，提出以下防舞動(dòng)措施：（1）選擇路徑時(shí)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)允許的條件下，盡可能避開(kāi)電線易覆冰易舞動(dòng)地段。無(wú)法避開(kāi)時(shí)，盡可能減小冬季風(fēng)向與線路走向間的夾角。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，適當(dāng)提高金具強(qiáng)度，與鐵塔相連的第一金具強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)。（3）耐張塔、緊鄰耐張塔的直線，重要交叉跨越段鐵塔，全塔（含腳釘）均采用雙螺母，外螺母為防松型防缷螺母。（4）適當(dāng)縮小檔距，降低桿塔高度。（5）采用加裝相間間隔棒的方式進(jìn)行防舞動(dòng)，線夾采用預(yù)絞絲式懸垂線夾。參考文獻(xiàn)：[1]黃曉舟，楊帆.