架空線路導線舞動形成原因及監測預警系統

隨著我國經濟的快速發展，對電能的需求量和對電能質量的要求也不斷提高，電力能源已經成為社會存在和發展的必需品。近些年來，我國受大范圍低溫、雨雪、冰凍等惡劣天氣的影響，多省份出現了大面積的覆冰、舞動現象，其中舞動使得多條線路發生閃絡跳閘、塔材螺栓松動、絕緣了碰撞斷裂、問隔棒等金具損壞斷裂、掉串掉線、桿塔結構受損、倒塔等不同等級的事故，給電網造成了嚴重的災害。

導線舞動的危害

導線舞動是在一定的地理環境和氣象條件下所產生的以 導線大幅度低頻震蕩為表現形式的特有機械運動。 是一種空氣動力不穩定現象， 是輸電線路導線不均勻 覆冰后在風力 作用 下引 起的一種低頻率(0.1～3Hz) 、大振幅 ( 導線直徑 300 倍 ) 的自激現象。 導線舞動一旦形成， 持續時間一般可達數小時， 對高壓輸電線路會造成極大的破壞作用， 從而威脅到輸電線路的安全運行。 舞動常引 起導線鞭擊、燒傷、斷股、斷線、金具嚴重磨損、斷裂、絕緣子鋼腳斷裂、桿塔傾倒、線路跳閘等， 因而易造成大面積停電等嚴重事故， 給社會帶來重大的經濟損失。

導線舞動產生的原因和機理

導線舞動產生的原因

氣象因素

特定的氣象條件是引 起導線舞動的主要因素之一。 在 4 級 ~6 級風， 溫度 -5℃~1℃ ， 導線覆冰厚度在 3mm~20mm 之間 ， 濕度在 95% 左右的氣象條件下， 導線產生舞動現象的機率最大。

地理因素

線路的地理條件也是引起導線舞動的重要因素。 導線舞動多發生在風口 地區、較開闊的平原地區和大跨越，而地形變化較復雜的山區很少發生導線舞動。 這是因為較開闊的地區易于形成穩定持續的氣象條件。 線路的走向是重要的影響因素，與線路走向形成一定夾角（ ≥45° ），穩定的側向風是引起導線舞動的動力源。 它對導線的升力作用很大，當達到一定的能力聚集時，就容易使系統穩定失控，進而引起舞動。

線路結構型式和參數

導線結構型式是影響導線舞動的因素之一， 在相同的環境、氣象條件下， 分裂導線要比單導線容易產生舞動， 并且大截面的導線要比常規截面的導線易于產生舞動。 這主要是因為多分裂、大截面導線扭轉剛度大， 易于形成不均勻覆冰。 此外， 舞動是自激振動， 其產生與導線固有頻率有關。 隨著我國電力建設的發展， 已呈現出一種多分裂， 大截面的發展趨勢， 因此對舞動的研究與治理已經刻不容緩。

監測預警系統

風河智能FH-9004高壓輸電線導線舞動在線監測系統采用的MEMS采集單元技術和通信技術，能對在惡劣大氣環境中運行的高壓輸電線路的導線舞動頻率和幅度進行實時采集，并通過GSM/CDMA/4G網絡將監測信息發送給遠程運維中心。該系統支持感應取電和太陽能板安裝方便。投入運行后，可使運營部門及時掌握導線舞動情況，以便在緊急狀況下制定應對措施，減少經濟損失，同時也為考慮氣候條件、設定預防水平提供可靠依據。

fqj