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架空输电线路舞动及防舞动措施研究

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2019-09-03 10:14:02    来源:    作者:xuekanba

摘要: 通过观察我国电力系统的发展总过程,其中对我国电力系统的安全性产生重大威胁的一项就是输电架空线路的舞动问题。架空电线发生舞动有着相应的区域性,通过对其观察和分析来看,最近这些年我国架空输电线路发货时能舞动的次数越来越多,甚至会造成严重的事故发生。本文介绍了架空输电线路舞动的原因,阐述了架空输电线路的防舞动措施。

关键词 架空;输电线;舞动;防舞动

 

纵观我国电力系统建立的全过程,针对架空输电线路舞动的相关记载追溯到上世纪中期,发生的主要原因就是地形,同时也受一些后期问题的影响,当导线出现舞动的是够,每一根架空线都会受到很大幅度震动,并且这种震动呈波浪形,由于这种震动的幅度较大、持续时间较长,容易发生停电、扯断电线等问题,这会给电力企业带来十分严重的经济影响。架空输电线路舞动是一种世界型问题,其本身具有较高的复杂性,并且其主要表现为导线和气流一旦作用就会发生一定程度的耦合,导致摆动幅度较大,甚至还会形成几何非线性等。随着对架空线路舞动问题的不断研究,已经对这一问题取得了较大的进展。

一、架空输电线路舞动的原因

(一)受气候因素影响

通常情况下,在温度较低的寒冷天气中,通常都会出现结冰的现象,并且大风以及风向变动次数较多,这些都是能够造成架空输电线路舞动的原因。比如说在严寒天气中出现结冰状况会使整条线路变得更加僵硬,并且也会造成线路形状不一,这是如果风力情况较高,空气动力就会发生多次变化,从而使得小路上方和下方所受压力发生变化,其受力情况并不均匀,导致舞动情况发生;除此之外,如果发生强风的时间较长,也会对架空输电线路产生十分严重的危害,比如会使架空线路烧断或者掉落等问题,这样的话会引起周边大面积停电情况发生,同时也对于整个架空线路的安全性产生一定的影响。通常情况下,如果是较为开阔的平原地区并不会频繁出现架空线路舞动问题,这是一位平原地区的层流风不会对架空线路产生十分严重的破坏,主要是处在山区的居民区比较容易发生此种现象,在山区中的居民区地面遮挡物数量较多,线路通常只能够设在高度较高的位置,风力不会对地面产生较大的作用力,但是如果天气较冷的时候就会发生冷暖气流交替的情况,这样会出现强风,并且造成架空输电线路的舞动[1]。

(二)产生原理

1、扭转舞动原理

扭转武动原理就是指架空输电线路在运行的过程当中,不但包含上下舞动的情况,其自身也会发生扭动,但是如果来自横向垂直方面的震动频率和架空线路自身的扭转频率一致时,就会发生舞动。

2、垂直舞动原理

架空线路极容易在风和气压的作用下发生偏离,并且如果线路中的垂直作用力超过架空线路的空气阻力时,就会发生舞动现象。

3、动力稳定性原理

在发生架空输电线路舞动时,其本身就具备着相应的不稳定性,如果线路出现出现一些幅度较小的振动或者因为稳定性不够导致的振动都可能会出现幅度较大的输电线路舞动。

4、低阻尼系统共振激发原理

在整个电力系统进行供电过程中,有关输电线路会在架空线保持较低阻力的情况下,会发生风力共振,这也就是舞动现象。这种理论建立在架空线路两边的悬点,可以将这两个点作为两个静止点,整个输电线路在风力的作用之下其中每一个部分都会产生幅度不一的振动,如果这个时候多股绞线的结构阻尼降低,就会发生系统共振,所以风也是整个架空线路发生舞动的基本原因。

二、架空输电线路的防舞动措施

(一)积极开展对架空线路的安全检查工作

通常情况下,在制作架空输电线路的时候应该积极应用新研发的材料,这样才能够保证线路输送电气量得到提升以及对机械强度方面的提升这样才能够减少线路发生舞动的次数,从而将舞动对线路产生的影响降到最低,除此之外,在相关工作人员制定架空输电线路时,应该使其合理、科学,并且应该选择一些地势较为平淡的地区,尽量防止建设在常年温度较低的地区,同时还应该不断加强地线和导线之间的电气间隔,防止线路在出现舞动的情况下发生短路问题。

(二)加强利用融冰方法的力度

在架空线路运行时,对于一些温度较低、结冰情况较高的地区线路应该积极开展除冰工作,保障线路的原始性,比如,工作人员可以借用焦耳效应或者高频高压等方法来使线路发热,这样就能够达到融冰效果,除此之外,工作人员还可以利用引流的方法,减少由于线路舞动发生的串线问题;最后,工作人员也能够在输电线路的设计中加入硬引流线,这样就能够防止引流线舞动的情况发生。

(三)积极研究线路防舞动措施

防舞动措施就是指在不对造成舞动的外部原因进行改变的前提下,对线路的电气量和强度等方面进行改变,从而加强输电线路的防舞动性,保障整个输电线路的正常运行,通常情况下,都是采用加强线路机械强度的方法来增强线路的防舞动性,比如可以采用增加杆塔高度或者横担的强度等来加强线路舞动的荷载能力,从而有效地防止舞动情况发生[2]。

(四)抑舞方法

    抑舞方法就是给对于一些舞动现象十分严重的线路加装防舞动设备,从而有效的抑制了舞动的程度,并且也能够减小线路舞动带来的相关威胁,抑舞方法主要有以下几种:第一,不断改变空气动力的特点,通过对空气动力的特点进行改变,从而使线路舞动的条件被破坏,这种方法主要有两种,第一种就是对采用绕流线对整个线路先进性缠绕,这样能够打乱原来空气气流的线路,并且能够使空气升力系数得到减小,第二种就是加装空气动力阻尼器,在架空线路的不同位置加装空气动力阻尼器,这样就能够使线路在受风力作用时产生较大的阻力垂直重量;第二,积极改变系统结构,这种抑舞方法主要是结合了结构力学的相关原理,通过对舞动情况本身具有的扭转能力以及改变横向振动发生的振动频率,从而达到抑舞效果。

总结

    我国电力企业的发展过程中,架空输电线路舞动会对其产生重要影响,不断采用良好的解决措施能够促进电力企业的发展,同时也能够保证千家万户的正常用电。

参考文献

[1]刘瑞,刘耘成.架空输电线路防舞动措施[J].东北电力技术,2015,36(12):47-50.

[2]汤志成. 输电架空线路的舞动原因及防舞技术措施[A]. 《决策与信息》杂志社、北京大学经济管理学院.决策论坛——政用产学研一体化协同发展学术研讨会论文集(下)[C].《决策与信息》杂志社、北京大学经济管理学院:《科技与企业》编辑部,2015:1.