1. 舞動概述

架空輸電線路導(dǎo)線發(fā)生偏心覆冰后，在風(fēng)的激勵下產(chǎn)生的一種低頻率、大振幅自激振動現(xiàn)象。通俗講就是當(dāng)風(fēng)吹到因覆冰而變?yōu)榉菆A截面的導(dǎo)線上時，產(chǎn)生一定的空氣動力，由此會誘發(fā)導(dǎo)線產(chǎn)生一種低頻率(約0.1~3 Hz)、大振幅的自激振蕩，由于其形態(tài)上下翻飛，形如龍舞，稱舞動。

輸電線路舞動易造成線路閃絡(luò)、跳閘、桿塔螺栓松動、脫落;嚴(yán)重時會發(fā)生金具及絕緣子損壞，導(dǎo)線斷股、斷線，甚至倒塔，導(dǎo)致重大電網(wǎng)事故。為了防止輸電線路舞動，采用對線路舞動有抑制作用的裝置，如相間間隔棒、線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒、雙擺防舞器、失諧擺、偏心重錘等。除開以上裝置外，還有多種防舞裝置組合安裝形成的防舞裝置系統(tǒng)，主要有相間間隔棒與線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒、相間間隔棒與雙擺防舞器、線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒與雙擺防舞器等三種型式。

2. 常用防舞動裝置

各類防舞裝置具有其特殊的設(shè)計和應(yīng)用條件，而且不同的防舞裝置造價差別也較大。下表列出了當(dāng)前架空輸電線路常用的防舞裝置及其主要性能。

表 防舞裝置及其主要特點(diǎn)



(a)六分裂線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒

(b)八分裂線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒

圖 1 線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒


圖 2 相間間隔棒


圖 3 四分裂導(dǎo)線用雙擺防舞器


圖 4 線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒雙擺防舞器

圖 5 阻尼防舞器


圖 6 擾流防舞器

圖 7 偏心重錘




圖 8 失諧擺

3. 防舞動裝置應(yīng)用特點(diǎn)

3.1線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒

線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒(適用于分裂導(dǎo)線)是近年來我國新研制的一種防舞裝置。其特點(diǎn)是間隔棒部分線夾可自由(或在一定角度范圍內(nèi))回轉(zhuǎn)，部分線夾與普通夾頭相同，不能自由轉(zhuǎn)動?；顒訆A頭部分可以改變覆冰導(dǎo)線的覆冰形狀，從而改變了覆冰導(dǎo)線的空氣動力系數(shù)。因這種防舞裝置兼具間隔棒和防舞器的雙重作用，且不會額外增加輸電線路上的集中載荷，對線路的運(yùn)行應(yīng)力基本沒有影響。其布置方式主要考慮次檔距振蕩、翻轉(zhuǎn)自恢復(fù)等的影響。線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒比普通間隔棒造價稍高。線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒已經(jīng)大量應(yīng)用于我國架空輸電線路的防舞工作。

3.2相間間隔棒

相間間隔棒(單導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線均可)是在相間或回路之間使用的一種具有絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度的間隔棒，它將各導(dǎo)線機(jī)械地連接起來，使各導(dǎo)線的運(yùn)動相互制約，以達(dá)到抑制舞動的目的。相間間隔棒是由玻璃鋼芯棒和硅橡膠護(hù)套構(gòu)成的合成絕緣結(jié)構(gòu)。它具有抗拉強(qiáng)度高、重量輕、并有一定柔韌性;抗撞擊性好，不破碎;耐污閃電壓高等特點(diǎn)。

相間間隔棒既可抑制舞動，又可防止脫冰跳躍，還可一定程度上防止風(fēng)偏，其防舞功能是現(xiàn)有各類防舞器中效果最好的。相間間隔棒已廣泛應(yīng)用于 220 千伏及以下電壓等級的輸電線路的防舞工作中，對于 220 千伏以上電壓等級的緊湊型輸電線路也已越來越多地采用相間間隔棒進(jìn)行防舞，相間間隔棒最適合應(yīng)用于相導(dǎo)線為垂直排列的同塔多回線路的防舞。當(dāng)然相間間隔棒存在劣化、抗彎剛度小等問題，其使用壽命有待檢驗，相間間隔棒的防舞造價較高。

3.3雙擺防舞器

雙擺防舞器是基于穩(wěn)定性機(jī)理研制開發(fā)的一種具有良好防舞性能的防舞裝置，旨在提高導(dǎo)線系統(tǒng)的動力穩(wěn)定性，同時也兼具壓重防舞的功能。目前雙擺防舞器已經(jīng)大量應(yīng)用于我國多條分裂導(dǎo)線線路上，取得了較好的防舞效果，積累了豐富的經(jīng)驗，是我國架空輸電線路應(yīng)用最為廣泛的防舞裝置。雙擺防舞器屬剛性防舞器，從應(yīng)用經(jīng)驗來看，如果設(shè)計合理，則能有效防舞，如果設(shè)計不合理(實際冰風(fēng)條件超過設(shè)防范圍)，則線路仍可能發(fā)生舞動，但從總體情況來看，雙擺防舞器基本能防止或一定程度上抑制舞動。雙擺防舞器還具有造價較低、安裝方便等特點(diǎn)。雙擺防舞器具有一整套完整的設(shè)計計算方法，必須具體問題具體分析，不經(jīng)過設(shè)計計算而盲目應(yīng)用或照搬照抄會大大降低其防舞效果，甚至給線路的安全運(yùn)行帶來負(fù)面影響。

3.4擾流防舞器

擾流防舞器(適用于單導(dǎo)線)是采用塑料制成的預(yù)制干擾線，纏繞在導(dǎo)線上，使得導(dǎo)線與擾流線合成體的各個截面形狀都彼此不同，即使在覆冰后也仍然如此。這種防舞裝置質(zhì)量輕、易于安裝，對導(dǎo)線的負(fù)面影響也很小，在覆冰較薄(≤10 毫米)時，防舞效果較好。同時，由于沿檔距截面的不斷變化，也擾亂了渦致振動，對防振有益。而在覆冰較厚(>10 毫米)時，由于厚冰覆蓋使得覆冰后導(dǎo)線截面趨于一致，擾流效果降低，最好選用其他防舞裝置。此外，由于擾流防舞器一般選用聚氯乙烯制成，它與導(dǎo)線的線膨脹系數(shù)不同，在夏季會產(chǎn)生松弛，可能造成位置滑移。另外，由于是高分子材料，存在老化、劣化等問題。

3.5失諧擺

失諧擺(適用于單導(dǎo)線)是在導(dǎo)線下方裝一質(zhì)量為 M、臂長為 R 的重錘的一種機(jī)械裝置。失諧擺是基于扭振激發(fā)機(jī)理，運(yùn)用失諧擺來調(diào)整扭振固有頻率，使之與橫向振動的高階固有頻率分離，從而防止其耦合而誘發(fā)舞動。失諧擺在防舞方面存在爭議，有些地區(qū)有效，有些地區(qū)則無效。國內(nèi)有所應(yīng)用，但應(yīng)用范圍較小。

3.6集中防振錘

集中防振錘(適用于單導(dǎo)線)的防舞原理是壓重防舞， 壓重防舞是限制壓重點(diǎn)的振幅，形成節(jié)點(diǎn)，從而抑制導(dǎo)線的振幅與振型，以達(dá)到控制導(dǎo)線舞動的目的。

集中防振錘防舞的優(yōu)點(diǎn)是取材容易，安裝簡便。但安裝位置及數(shù)量應(yīng)經(jīng)過設(shè)計、計算。此外，應(yīng)注意防振錘位置的相對固定，防止運(yùn)行過程中防振錘位置的滑移，還應(yīng)注意防振錘本身質(zhì)量的穩(wěn)定?？傊趩螌?dǎo)線輸電線路上采取集中防振錘防舞要慎重。

3.7整體式偏心重錘

這種防舞裝置具有提高動力穩(wěn)定性、提供扭轉(zhuǎn)反饋控制、擾亂沿檔氣流分布等綜合防舞功能，而造價比較低廉，是一種經(jīng)濟(jì)有效的防舞裝置。

整體式偏心重錘已經(jīng)應(yīng)用于我國輸電線路的防舞實踐中。防舞設(shè)計中應(yīng)注意重錘質(zhì)量的設(shè)計，避免質(zhì)量過大，導(dǎo)致線路微風(fēng)振動超標(biāo)。