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摘要：我国很多地区有具备发生导线舞动的条件，并已发生过多次舞动事故，对输电线路的安全运行造成巨大的危害。本文主要介绍了我国发生的输电线路舞动事故，总结了导线舞动原因与舞动机理，并介绍了一些在治理导线舞动方面的解决方法。
关键词：导线舞动；输电线路；防舞
中图分类号：TM726 文献标识码：B文章编号：2095-2104（2011）12-0000--02
Abstract: In many areas of China, it has happened to own wire dancing conditions, and already occurred many dancing accidents, which does great harm to the safe operation of the transmission line. This paper mainly introduces the transmission line of dancing accidents in China, summarizes the reasons and mechanism of wire dancing, and introduces some solution of wire dancing.Key Words: dancing wire, transmission line, dancing protecting 輸电线路导线舞动是输电技术领域一个危害较大，防范较困难的问题之一，是威胁输电线路安全运行的重要因素。舞动条件是由覆冰导线的横截面不在为圆形，同时有稳定的强风吹过导线；这是一种运动丧失了稳定性，从而激起大振幅的舞动，舞动发生时导线会产生垂直、水平和扭转3个方向的复杂耦合振动[6]，且持续时间长，振幅会达到数米甚至十几米，所以舞动形成后对输电线路造成极大的破坏作用，严重时可导致大面积电力供应瘫痪，所以必须对输电线路舞动予以高度重视。
一、我国输电线路舞动状况
我国有关输电线路舞动的记载始于20世纪50年代[1]，由于受地形、微气象条件等因素的影响，输电导线舞动事故屡有发生，以下给出了近几年我国输电线路舞动发生的情况。
2004年辽宁地区发生的导线舞动导致沈阳、大连、辽阳、营口、抚顺、鞍山、盘锦7个城市相继出现了不同程度的停电事故。其中大连市线路跳闸140条次，沈阳11条66KV线路多次跳闸，导致仙桃国际机场停电，机场被迫关闭30小时。2008年初我国南方地区遭遇了百年难遇的冰雪灾害天气，持续的雨雪冰冻天气导致绝缘子严重覆冰、覆冰产生过荷载、不均匀覆冰等情况，造成倒塔断线、冰闪跳闸、导线舞动、设备损坏、电网瓦解、大面积停电等冰灾事故。全国自从有导线舞动记录以来，还发生了其他一些导线舞动事故，造成了重大的经济损失，所以要对导线舞动进行分析并要采取防治措施。
二、导线舞动形成因素
输电导线舞动多发生在冬季，而且分裂导线比单导线容易发生，但舞动的能量很大，持续时间很长，一旦发生舞动，会造成输电线路短路、断线、倒塔甚至大面积停电，给国民经济和社会生活带来巨大损失。输电导线舞动形成的因素主要有覆冰、风激励、线路结构与参数[2]。
1.覆冰
线路覆冰是舞动的必要条件之一。覆冰多发生在风作用下的雨凇、雨凇及湿雪堆积于导线的气候条件下。导线覆冰与降水形成及降水量有直接关系，而又与温度的变化密切相关，常发生在先雨后雪，气温骤降情况下，且导线覆冰不均匀，形成所谓的新月形、扇形、D形等不规则形状，冰厚从几mm到几十mm（最厚可达50mm），此时，导线便有了比较好的空气动力性能，在风的激励下会诱发舞动。
2.风激励
要形成舞动，除覆冰因素外，舞动还须有稳定的风激励。舞动风速范围一般4-20m/s，且当主导风向与导线走向夹角＞45°时，导线易产生舞动，且该夹角越接近90°，舞动的可能性越大，因此在四周无屏蔽物的开阔地带及山谷风口地区，能使均匀的风持续吹向导线，这些地区易发生舞动。
3.线路结构与参数
许多国内外的观测资料表示，在同样的地理与气象条件下，分裂导线比单导线更容易产生舞动；大截面导线比小截面导线易产生舞动。随着用电量的增长，电网建设力度的增强，我国电网建设已明显呈现多分裂、大面积的发展趋势，从而增加了舞动的可能性。
三、导线舞动机理
1.邓哈托垂直舞动机理
邓哈托机理[3]认为，当风吹向覆冰所导致非圆形截面时会产生升力、阻力，只有当升力曲线斜率的负值大于阻力时，导线截面动力不稳定，舞动才能发生。邓哈托理论的数学描述为，略去导线的自身阻尼项，仅研究导线的气动力阻尼项，
式中，CL、CD分别为导线气动升力和阻力系数，α为偏心覆冰导线迎风攻角。
2.尼戈尔扭转舞动机理
尼戈尔机理[4]认为，舞动是由导线自激扭转引起的。当覆冰导线的空气动力扭转阻尼为负且大于导线的固有扭转阻尼时，扭转振动成为自激振动，当扭转振动频率接近垂直或水平振动频率时，横向运动受耦合力的激励产生一交变力，在此力作用下导线发生大幅度的舞动。尼戈尔理论的数学描述为，略去导线的自身阻尼项，仅研究导线的气动力阻尼项，式中，CM为导线气动扭矩系数，α为偏心覆冰导线迎风攻角。
四、防舞措施
1.应对措施
舞动的产生与发展过程十分复杂，为控制导线舞动造成的损害。首先输电线路工程在设计阶段选择路径时，应尽可能的避开导线易覆冰、冬季多风且风与线路相交接近正交的开阔地段，从源头上避免舞动的发生。其次，提高导线的电气和机械强度来抵抗导线舞动带来的危害，使线路设备在舞动下不被损坏并保持安全运行。在次，可以在舞动严重的线路上加装防舞装置，以破坏舞动形成条件，抑制舞动的幅度，消除舞动可能造成的危害，保证线路安全运行。
2.防舞动装置应用
在输电导线安装防舞动装置[5]来抑制舞动，主要有：合理的分布分裂导线的间隔棒，设计合理的双摆防舞器，安装失谐器、整体式偏心重锤、扰流防舞器，安装阻尼线、护线条，通过安装这些构件来达到避免或者减少舞动发生的频率，降低舞动的破坏性。目前的各种防舞装置都不是万能的和一劳永逸的。应结合线路的沿线气象条件、地形地势、运行经验等现场情况来选择，应利用目前广泛应用的防舞措施，不断地实践和摸索，采取理论与实践相结合，提高防舞动治理工作的水平。
五、结语
需要说明的是，防舞设计方法中，每种方法都有优缺点。因此强调在设计阶段应结合气象条件、地形地势、运行经验等现场情况，并进行技术经济比较选择技术合理又造价经济的方法。
参考文献
[1] 郭应龙，等．输电导线舞动[M]．北京：中国电力出版社，2003．
[2] 王少华，蒋兴良，孙才新．输电线路导线舞动的国内外研究现状[J]．高压电技术，2005 (10)：11-14．
[3] J P．Den hartog．Transmission line vibration due to slect.Trans AIEE，1932，51(12)：1074-1086．
[4] O．Nigol．Conductor galloping-partⅡtorsional mechanism．IEEE transactions on power apparatus and systems．1981．100 (2) ：708-720．
[5] 杨博，杨东明．高压输电线路导线舞动及防舞动设计．内蒙古石油化工，2009（11）：71-72．
[6] 吕翼，楼文捐，孙珍茂，李宏君．覆冰三分裂导线气动力特性的
数值模拟．浙江大学学报，2010（1）：174-179．
关键词：导线舞动；输电线路；防舞
中图分类号：TM726 文献标识码：B文章编号：2095-2104（2011）12-0000--02
Abstract: In many areas of China, it has happened to own wire dancing conditions, and already occurred many dancing accidents, which does great harm to the safe operation of the transmission line. This paper mainly introduces the transmission line of dancing accidents in China, summarizes the reasons and mechanism of wire dancing, and introduces some solution of wire dancing.Key Words: dancing wire, transmission line, dancing protecting 輸电线路导线舞动是输电技术领域一个危害较大，防范较困难的问题之一，是威胁输电线路安全运行的重要因素。舞动条件是由覆冰导线的横截面不在为圆形，同时有稳定的强风吹过导线；这是一种运动丧失了稳定性，从而激起大振幅的舞动，舞动发生时导线会产生垂直、水平和扭转3个方向的复杂耦合振动[6]，且持续时间长，振幅会达到数米甚至十几米，所以舞动形成后对输电线路造成极大的破坏作用，严重时可导致大面积电力供应瘫痪，所以必须对输电线路舞动予以高度重视。
一、我国输电线路舞动状况
我国有关输电线路舞动的记载始于20世纪50年代[1]，由于受地形、微气象条件等因素的影响，输电导线舞动事故屡有发生，以下给出了近几年我国输电线路舞动发生的情况。
2004年辽宁地区发生的导线舞动导致沈阳、大连、辽阳、营口、抚顺、鞍山、盘锦7个城市相继出现了不同程度的停电事故。其中大连市线路跳闸140条次，沈阳11条66KV线路多次跳闸，导致仙桃国际机场停电，机场被迫关闭30小时。2008年初我国南方地区遭遇了百年难遇的冰雪灾害天气，持续的雨雪冰冻天气导致绝缘子严重覆冰、覆冰产生过荷载、不均匀覆冰等情况，造成倒塔断线、冰闪跳闸、导线舞动、设备损坏、电网瓦解、大面积停电等冰灾事故。全国自从有导线舞动记录以来，还发生了其他一些导线舞动事故，造成了重大的经济损失，所以要对导线舞动进行分析并要采取防治措施。
二、导线舞动形成因素
输电导线舞动多发生在冬季，而且分裂导线比单导线容易发生，但舞动的能量很大，持续时间很长，一旦发生舞动，会造成输电线路短路、断线、倒塔甚至大面积停电，给国民经济和社会生活带来巨大损失。输电导线舞动形成的因素主要有覆冰、风激励、线路结构与参数[2]。
1.覆冰
线路覆冰是舞动的必要条件之一。覆冰多发生在风作用下的雨凇、雨凇及湿雪堆积于导线的气候条件下。导线覆冰与降水形成及降水量有直接关系，而又与温度的变化密切相关，常发生在先雨后雪，气温骤降情况下，且导线覆冰不均匀，形成所谓的新月形、扇形、D形等不规则形状，冰厚从几mm到几十mm（最厚可达50mm），此时，导线便有了比较好的空气动力性能，在风的激励下会诱发舞动。
2.风激励
要形成舞动，除覆冰因素外，舞动还须有稳定的风激励。舞动风速范围一般4-20m/s，且当主导风向与导线走向夹角＞45°时，导线易产生舞动，且该夹角越接近90°，舞动的可能性越大，因此在四周无屏蔽物的开阔地带及山谷风口地区，能使均匀的风持续吹向导线，这些地区易发生舞动。
3.线路结构与参数
许多国内外的观测资料表示，在同样的地理与气象条件下，分裂导线比单导线更容易产生舞动；大截面导线比小截面导线易产生舞动。随着用电量的增长，电网建设力度的增强，我国电网建设已明显呈现多分裂、大面积的发展趋势，从而增加了舞动的可能性。
三、导线舞动机理
1.邓哈托垂直舞动机理
邓哈托机理[3]认为，当风吹向覆冰所导致非圆形截面时会产生升力、阻力，只有当升力曲线斜率的负值大于阻力时，导线截面动力不稳定，舞动才能发生。邓哈托理论的数学描述为，略去导线的自身阻尼项，仅研究导线的气动力阻尼项，
式中，CL、CD分别为导线气动升力和阻力系数，α为偏心覆冰导线迎风攻角。
2.尼戈尔扭转舞动机理
尼戈尔机理[4]认为，舞动是由导线自激扭转引起的。当覆冰导线的空气动力扭转阻尼为负且大于导线的固有扭转阻尼时，扭转振动成为自激振动，当扭转振动频率接近垂直或水平振动频率时，横向运动受耦合力的激励产生一交变力，在此力作用下导线发生大幅度的舞动。尼戈尔理论的数学描述为，略去导线的自身阻尼项，仅研究导线的气动力阻尼项，式中，CM为导线气动扭矩系数，α为偏心覆冰导线迎风攻角。
四、防舞措施
1.应对措施
舞动的产生与发展过程十分复杂，为控制导线舞动造成的损害。首先输电线路工程在设计阶段选择路径时，应尽可能的避开导线易覆冰、冬季多风且风与线路相交接近正交的开阔地段，从源头上避免舞动的发生。其次，提高导线的电气和机械强度来抵抗导线舞动带来的危害，使线路设备在舞动下不被损坏并保持安全运行。在次，可以在舞动严重的线路上加装防舞装置，以破坏舞动形成条件，抑制舞动的幅度，消除舞动可能造成的危害，保证线路安全运行。
2.防舞动装置应用
在输电导线安装防舞动装置[5]来抑制舞动，主要有：合理的分布分裂导线的间隔棒，设计合理的双摆防舞器，安装失谐器、整体式偏心重锤、扰流防舞器，安装阻尼线、护线条，通过安装这些构件来达到避免或者减少舞动发生的频率，降低舞动的破坏性。目前的各种防舞装置都不是万能的和一劳永逸的。应结合线路的沿线气象条件、地形地势、运行经验等现场情况来选择，应利用目前广泛应用的防舞措施，不断地实践和摸索，采取理论与实践相结合，提高防舞动治理工作的水平。
五、结语
需要说明的是，防舞设计方法中，每种方法都有优缺点。因此强调在设计阶段应结合气象条件、地形地势、运行经验等现场情况，并进行技术经济比较选择技术合理又造价经济的方法。
参考文献
[1] 郭应龙，等．输电导线舞动[M]．北京：中国电力出版社，2003．
[2] 王少华，蒋兴良，孙才新．输电线路导线舞动的国内外研究现状[J]．高压电技术，2005 (10)：11-14．
[3] J P．Den hartog．Transmission line vibration due to slect.Trans AIEE，1932，51(12)：1074-1086．
[4] O．Nigol．Conductor galloping-partⅡtorsional mechanism．IEEE transactions on power apparatus and systems．1981．100 (2) ：708-720．
[5] 杨博，杨东明．高压输电线路导线舞动及防舞动设计．内蒙古石油化工，2009（11）：71-72．
[6] 吕翼，楼文捐，孙珍茂，李宏君．覆冰三分裂导线气动力特性的
数值模拟．浙江大学学报，2010（1）：174-179．