输电线路覆冰舞动规律变化及防治.pdf

1、13 输电设备长期暴露于复杂多变的气象环境中，容易受到大风、低温、暴雨、雷害等极端天气的影响，气象灾害导致的故障占电网总故障数的60%以上，极端气象灾害具有导致长时间大面积停电的风险。输电环节灾害类型主要包括：覆冰、舞动、雷击、风偏、微风振动、污闪和温升弧垂等。电网防灾减灾需求识别舞动现象4 定义：输电线路冬季覆冰后，在风激励下所产生的一种大幅值、低频率的振动现象，因导线上下纷飞、形似舞龙，故称为“舞动”，属于结构驰振。特征：低频（0.13Hz）、大振幅（导线直径20300倍）自激振动。形态：一个或几个半波。轨迹：椭圆。舞动基本特征 导线舞动影响因素 5覆冰风的激励线路结构与参数+舞动形成机理

2、6线路覆冰可分为雨凇、雾凇、混合凇等。雨凇雾凇混合凇过冷却水滴碰到温度低于0的物体表面时形成的玻璃状的透明或无光泽的表面粗糙的冰覆盖层。粒径较小的过冷却水滴在温度低于0的地物表面形成的具有白色、粒状结构的凝结物。雨凇和雾凇交错冻结形成的不透明或半透明冰状结构。覆冰舞动影响因素 舞动形成机理7导线覆冰的发生一般要同时具备两个条件：一个是水分条件，要么有降水，要么有较大的空气湿度(如有暖湿平流，或前一时段有降水等)；二是温度条件，近地面气温要在0以下。因此，导线覆冰发生的天气条件大致上可分为三种：第一种是导线覆冰发生的当日有降水，由于空气湿度大，水分充足，在地面气温较低时凝结而出现导线覆冰；第二种

3、是发生当日无降水，但低空吹偏南风，即有暖湿平流，近地面气温低于0；第三种是发生当日无降水，也无暖湿平流，近地面吹偏北风，地面温度在0以下，这种情况发生时往往空气湿度较大，因辐射冷却而导致空气中水汽凝结形成导线覆冰。覆冰天气模型舞动影响因素 舞动形成机理8线上覆冰代表性的落冰冰样覆冰舞动影响因素 舞动形成机理输电线路覆冰且覆薄冰是舞动发生的重要条件。覆冰9舞动影响因素 舞动形成机理 线路覆冰是舞动发生最基本的必要条件之一。在雨凇、雾凇、湿雪等气象条件下，导线表面极易覆冰。发生舞动的覆冰厚度一般在225mm范围内，且为偏心覆冰。导线偏心覆冰厚度约15mm，覆冰断面形状为新月型(或D型)，是非常典型

4、的易于舞动的覆冰类型。10风的激励舞动影响因素 舞动形成机理风激励风速风向平稳风 风激励是舞动的能量来源。通常，线路舞动时风速一般在425m/s内，风向为北与东北(与正北向夹角22.5)，风向与东西走向的线路夹角大于45,有利于导线起舞。风振危害微风振动非同期摇摆舞动次档距振荡11风的激励舞动影响因素 舞动形成机理 风激励是舞动的能量来源。通常，线路舞动时风速一般在425m/s内，风向为北与东北(与正北向夹角22.5)，风向与东西走向的线路夹角大于45,有利于导线起舞。线路的地理条件亦是引起导线舞动的重要因素。在广大的雨凇区内，有平稳层流大风，且当线路走向与风向夹角大于45的开阔地带(平原地区

5、、江河湖泊等)及峡谷、迎风山坡、山脊等微地形是容易发生舞动的地带。统计表明：线路走向与风向的夹角越接近90，舞动的可能性越大，这是因为风垂直吹向非对称椭圆形导线时产生的升力和扭矩最大。舞动线路和区段基本位于平原地区，地势开阔，符合舞动的地理条件，当输电线路遇到易发生舞动的气象条件时，极易在导线表面形成覆冰，而使导线的横截面形状成为近似椭圆的翼状，当遇有风向与线路水平夹角45以上的大风时，导线在强风作用下会产生大振幅舞动。12线路结构与参数舞动影响因素 舞动形成机理 线路结构参数(张力、弧垂、档距长度、导线特性、分裂导线的几何参数等)不适当的组合会对防舞动产生不利影响。国内外大量的输电线路运行实

6、践证明，在相同的环境、气象条件下，分裂导线比单导线更易发生舞动。这主要是因为多分裂、大截面导线扭转刚度大，线大档距更易于舞云易于形成不均匀覆冰，且风激励效果也更为明显。发生舞动的线路主要为500kV和220kV线路，也体现了这一特点。中国输电线路建设已明显呈现多分裂、大截面的发展趋势，这一特点增大了舞动的可能性，舞动治理难度也在加大。13 线路的机械参数：张力、刚度、连接方式等。线路的结构参数：分裂导线、紧凑型(跳闸但不倒塔）等。l 相间距离小，舞动跳闸频繁l 目前尚无有效的治理手段紧凑型线路问题突出仅使用防松卡未采用双帽螺栓加固多分裂导线扭绞线路结构与参数舞动影响因素 舞动形成机理14总结舞