架空输电线路舞动危害、影响因素及防舞意义

风激励是导线舞动的直接原因。一段线路舞动的大小与状态主要决定于风向与导线轴线的夹角：当夹角为90°时，对舞动的影响最大；反之，当夹角为零，即风向平行于导线轴线时，引起舞动的可能性最小。另一方面，导线舞动多产生于平原开阔地带。同时，不同的风速会决定不同的覆冰形式，进而影响导线空气动力状态，而且风的方向与线路走向的夹角不同也会使其产生不同的运动状态。根据目前的统计资料，在我国范围内，发生舞动的风速集中在5~10m/s 之间，约占所有舞动情况中的50%，而在30m/s以上的风速下几乎没有舞动记录。

3.2 地形与地势

地形与地势对舞动的影响主要表现在其对风速和风的流态影响。在同等气象条件下，与山区或丘陵地区相比，平原开阔地区风速更大，更易形成稳态风，这将更加利于舞动的形成。

此外，空气层越接近地面，受地势和地面建筑物影响越明显，流态也越不稳定。这种流态不稳定的空气流对输电导线的影响更加复杂，但将会对导线的气动力荷载有一定程度的相互抵消，从而不及稳态气流对导线的空气动力荷载大。因此，平原开阔地区的塔线越高，导线上承受的空气动力愈大，更易于诱发输电线舞动。

3.3 线路走向

一般来说，各种截面模型的空气动力学试验都是按照风向垂直于模型轴线的方向来进行的。事实上，也只有在这种情况下，模型所承受的空气动力最大，所表现出的空气动力现象最为典型和突出。如果风向与物体的轴线之间有一个夹角，那么，真正起激振作用的将主要是风激励力的垂直分量，而平行于物体轴线的分量通常是不会起到激励作用的。基于此，一段线路舞动的大小与状态也主要决定于风向对导线轴线的夹角，当夹角为90°时，对舞动的影响最大。反之，当夹角为零，即风向平行于导线轴线时，引起舞动的可能性最小。

对结构物起作用的空气动力主要是风向垂直于结构物轴线方向的来流或非垂直来流的垂直分量。所以，垂直来流对结构物的空气动力最大，所表现出的空气动力现象最为典型和突出。因此，各种截面模型的空气动力学试验一般都是按照风向垂直于模型轴线的方向来进行的。

一般导线舞动是在覆冰后，即发生在冬季。冬季以北风为主，所以，当线路东西走向时，风向与导线轴线的夹角在90°附近，极易产生舞动。

3.4 线路结构与参数

如果把气象条件和地形、地势条件看作是引起导线舞动的外因，那么线路本身的结构和参数，就是引起舞动的内因了。

3.4.1 导线类型的影响

许多国内外的观测资料都表明，在同样的地理与气象条件下，分裂导线要比单导线容易发生舞动。这是因为分裂导线每隔一定距离就有一个间隔棒将各子导线连在一起，其扭转刚度大大高于相同截面的单导线，在偏心覆冰后很难绕其自身轴线扭转，偏心覆冰状况得不到缓解。而对单导线的中心线而言，导线的覆冰一般总是偏心且朝向迎风面，这个偏心质量会引起导线绕其自身轴线产生扭转，从而改变导线的迎风面。这样不断覆冰、不断扭转的结果，使得覆冰截面的形状趋于圆形，以致削弱了作用在导线上的空气动力荷载，对舞动有一定的抑制作用。

3.4.2 导线直径的影响

观测资料表明，大截面的导线比小截面的导线易于产生舞动。这与它们自身的扭转刚度有很大的关系。大截面导线的扭转刚度大，在偏心覆冰后难以产生自身扭转，使得覆冰层更多的堆积在同一方向，使导线迎风面与背风面的冰层厚度差增大，覆冰导线截面的偏心度比起小截面导线要严重得多，因此产生舞动的可能性比小截面导线大。

3.4.3 导线张力的影响

导线张力越大，弧垂就越小，发生舞动和相间碰线的可能性就越小，但张力过大，可能会导致导线微风振动增强。

3.4.4 档距结构影响

档距越大，导线吸收的能量就越大，舞动的幅度就越大，应在易舞区尽量减小档距。

4. 防舞动的意义

中国是舞动发生最频繁的国家之一，舞动涉及到各个电压等级的输电线路。在我国存在一条北起黑龙江，南至湖南的漫长的传统舞动带，因为每年的冬季及初春季节（每年的11、12月份，和次年的1、2、3月份），我国西北方南下的干冷气流和东南方北上的暖湿气流在我国东北部、中部（偏沿海地区）相汇，这些地区极易形成冻雨或雨凇地带使导线覆冰，并且由于风力较强，这条带状区域内的输电线路在冬季由于特殊的气象因素满足了起舞的基本要素后而诱发舞动。其中辽宁省、湖北省、河南省是我国的传统强舞动区。

近年来，随着电网建设的发展，以及受极端气象条件频发的影响，我国架空输电线路舞动事故发生的频率和强度都明显增加，尤其是2000年后，几乎每年都发生较严重的舞动事故，造成了严重的损失。2008年初河南、湖北、江西、湖南等省出现大规模舞动现象。2009年11月到2010年3月，河南、山西、湖南、江西、浙江、辽宁、河北、山东等省相继出现七次输电线路大面积覆冰舞动现象，造成多条不同电压等级线路发生机械和电气故障，给电网安全稳定运行带来巨大威胁，其中山西、浙江、湖南、河北、山东、陕西、安徽、江苏等省都是首次出现大规模的舞动现象

综合分析我国输电线路舞动发生情况，具有以下特征：

（1）舞动区域扩大。

在地域分布上，舞动区域已不仅局限在有限的范围内，而是遍及到我国大部分地区。以往定义为传统易舞区的湖北、河南、辽宁等仍是舞动最为严重的地区，而湖南、河北、山东、浙江、江西、山西、陕西、安徽和江苏等省份，在历史上极少有舞动记录，近几年也相继发生了大范围的舞动现象。

（2）舞动发生频率增加。

在舞动发生频率上，呈现逐渐增加的趋势，例如2009-2010年短短一个冬季全国就发生了七次大范围的舞动现象，几乎是每一次大风降温、冰冻雨雪天气过程，都会有线路会发生舞动。舞动已不再是发生在个别地区、个别区段的小概率事件，当气象、覆冰、线路参数等条件满足时，各区域、各电压等级的输电线路都可能发生舞动，我们对舞动的规律还需要重新认识。

（3）舞动持续时间长、舞动强度大。

近几年的舞动观测表明，线路舞动持续时间变长、破坏强度增大，例如2008年某地区500kV某线发生强烈舞动，持续时间达60小时，使得该线路发生7基杆塔倒塔、多基杆塔螺栓松脱、金具损坏等严重事故；某地区某一、二回线发生舞动达70小时，使得某二回一基直线塔边相导线掉串。舞动极易造成线路跳闸，长时间的舞动还会导致结构件疲劳失效、螺栓松脱甚至倒塔的严重事故，例如2009-2010年冬季舞动共造成了600多条次的跳闸事故、130多条次机械故障。之所以舞动持续时间长是由于有利于舞动的天气条件（降水（雪）、气温、风速风向等）相对稳定引起的。

(4)特高压输电线路存在舞动风险。

随着能源战略的调整，特高压线路成为能源调配的重要通道，“十二五”和“十三五”期间规划多条特高压线路，部分线路为东西走向，且经过舞动高发区。研究经验表明，特高压线路舞动能量大、破坏力强，金具易疲劳损伤，潜在风险大，从而影响国家能源战略规划。

为此，有必要开展舞动防治，确保各级电网安全稳定运行。

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