季 坤，严 波

1.安徽省电力公司，安徽合肥，230022；2.华北电力大学，北京，102200；3.蚌埠供电公司，安徽蚌埠，233000

从气象条件、地势条件、地质情况、线路走向和结构参数等方面，分析了一起因500 kV线路导线舞动，发生线路相间短路事故的经过和原因，通过对杆塔金具、螺栓等损坏情况的详细统计分析，总结了舞动对于杆塔结构的影响，提出了防范对策，阐明了暴露的问题，制定了相应的防范措施。

1 故障情况

1.1 线路基本情况

500 kV禹清5342线路，2007年7月18日投运，线路全长89.777 km。500 kV禹会变电所送至500 kV清流变电所。全线与500 kV会清5343线路同杆塔架设，禹清5342线路位于面大号左线，故障线路导线型号为：4×LGJ-630/45，故障线路侧地线采用GJ-80绝缘架空地线，另一侧采用OPGW复合光缆地线。

1.2 故障的技术调查情况

2011年2月10日1时55分,500 kV禹清5342线两套主保护动作，A、B、C相跳闸，AB相间故障，故障录波器测距距500 kV禹会变42 km，距500 kV清流变51 km。行波测距距离禹会变51 km。2时32分，试送成功，跳闸时天气为小雨雪，东北风4～5级，阵风7级。

4时20分，查线人员在巡查到106～108号区段时，发现档内导线舞动幅度较大，107号绝缘子串有轻微覆冰现象。107号位置与故障测距一致。106～108号为斜坡迎风地形，基础土壤性质均为粉质粘土，两次跨越水库。106号塔海拔高度为79 m、107号塔海拔高度为71.6 m、108号塔海拔高度为70 m。107～108号档距575 m，下方跨越一直径约600多m的水库。106号、107号塔型为：SZ2-36，呼称高为36 m；全高为60.4 m，杆塔材质型号为Q345 L 200×16。108号塔型为SZ3-48，呼称高为48 m；全高为72.5 m，杆塔材质为Q345 L 200×24。106号塔外绝缘配置为：XWP4-210型28片/串，泄露比距为3.05 cm/kV；107号塔外绝缘配置为：XWP3-160型28片/串，泄露比距为3.05 cm/kV；108号塔外绝缘配置为：XWP4-210型28片/串，泄露比距为2.83 cm/kV。

1.3 故障分析

1.3.1 地理环境

500 kV禹清5342线路103～110号塔处在江淮丘陵的过渡地带，105～106号、107～108号之间分别跨越一大水库，106号、107号、108号塔坐落在岗地上，杆塔周围为农田。106～108号线路区段为迎风斜坡地形，107～108号塔东侧有一山谷,自西向东形成一个小喇叭口，风通过线路东侧的山谷，到达500 kV禹清5342线路107～108号塔附近风向有向上的趋势，风力垂直分量较大，加之108号线路为高跨设计，杆塔呼称高为48 m，易造成导线产生舞动。2009年6月5日，飓风造成500 kV禹清5342线路107号塔发生风偏跳闸故障。

1.3.2 气象条件

根据气象资料，由于该段交跨水库，白天高温，空气湿润，夜晚骤然降雪，易粘附导线，在0℃以下,导线轻微覆冰；10日凌晨时为中雪，当地为东北风4～5级，阵风7级。线路走向为西北向东南，与线路夹角在60°以上。

巡视时，发现107号绝缘子串和塔上有轻微覆冰(约3 mm厚)现象，在线路通道周围存在导线上掉落下来的冰凌，在风力、导线不均匀脱冰的作用下易形成导线舞动。

1.3.3 线路结构参数

500 kV禹清5342线路导线型号为4×LGJ-630/45型，为四分裂、大截面导线。大截面导线扭转刚度大，而分裂导线在间隔棒的影响下，扭转刚度继续加大，在风的作用下，使覆冰层更多堆积在同一方向，覆冰导线的偏心度加大。这样，导线很难绕其自身轴线扭转，使得导线覆冰截面形状更加趋于不规则，以至增加了作用在导线上的空气动力荷载，对舞动形成起到了促进作用。导线档距越大，弧垂也相对越大，舞动的振幅也越大，易发生相间短路，易发生舞动[1]。通过技术资料分析以及现场舞动情况、地形、气候条件，判断107～108号档内导线覆冰舞动造成两相短路，使得线路跳闸。

2 舞动对杆塔结构影响的统计分析

故障巡视人员发现115号、122号、131号塔下方有部分脱落螺栓，塔身9.7 m处有缺少螺栓的现场，其中131号塔在9 m处包脚钢和连扳缺少φ20螺栓31颗。2月11日，为了搞清舞动对杆塔结构产生的影响，对全线发生舞动跳闸区段前后的6个耐张段杆塔进行登塔检查，共计检查耐张杆塔9基(75号、86号、92号、115号、122号、131号、138号、147号、157号)、直线塔3基(114号、130号、149号)，发现直线塔螺栓均无明显松动、缺少现象；耐张塔有5基存在螺栓缺少和松动现象，131号下相跳线间隔棒导电橡胶脱落、存在跳线间隔棒位移现象(间隔棒型号为JT4-45630)，随后，又将检查范围扩大至全线，发现其他区段无螺栓松动和缺少现象。根据登塔检查情况，制作了66号至169号区段螺栓缺少及松动分布表(表1)。

表1 耐张塔螺栓缺少及松动分布表

由表1可以看出，舞动区段主要集中在92～138号之间，最严重的在131号塔，而且131号下相跳线间隔棒出现位移现象，也说明了92～131号区段舞动较为严重。根据缺少及松动螺栓在杆塔上的分布位置进行了统计分析，结果如表2。

表2 螺栓缺少及松动在杆塔上的位置分布统计表

通过耐张杆塔缺少螺栓和脱落螺栓在杆塔上的位置分布可以看出,在10 m以下的占到80%以上。对于双回路杆塔，由于两个回路舞动力量不可能完全平衡，所以会对杆塔产生扭转作用力。通过统计分析，可以推断出这个作用力会集中表现在杆塔相对较低的部位。

3 防范措施

一般来说，目前公认的形成导线舞动的主要有三方面因素：一是气象条件，不均匀覆冰；二是线路的走向、地形与地势；三是线路的结构和参数。三个因素同时达到一定程度，就有可能引发导线舞动。对于防范措施可从以下几个方面考虑：

(1)运行单位应高度关注气候对超高压线路的影响，不断积累运行经验，避免事故的重复发生。对于已经发生舞动跳闸的线路应详细记录舞动时的气象条件并存档，如遇类似气候应增加特巡，查看导线舞动情况并做好记录。

(2)如确定发生输电线路舞动，运行单位应立即对舞动线路全线进行登塔检查。重点检查耐张塔螺栓有无松动、连接金具螺栓紧固情况是否完好、导线与金具连接处是否有磨损断股、杆塔基础是否异常等现象。对舞动线路应立即进行红外普测，重点检查舞动区段耐张塔连接金具温度有无异常，并在高温大负荷时期，加强红外检测。

(3)输电线路的防舞动措施应因地制宜、综合考虑制定，在进行技术、经济比较的基础上综合应用。防线路舞动工作应贯穿于设计、建设及运行维护的全过程，如对于重要断面的重要联络线路，应在设计中考虑全线加装防舞动装置。在设计时，应从气象条件考虑，避开易于形成舞动的覆冰区域与线路走向；从机械与电气的角度考虑，提高线路系统抵抗舞动的能力，舞动区段横担及易受力杆段螺栓应使用双帽加防风片。

(4)对于已运行线路，应采取各种防舞动装置或融冰措施，达到抑制舞动发生或降低舞动强度的目的。目前，比较通用的措施有安装防振器，目的是抑制舞动的激发；安装防振锤、阻尼线、阻尼器等防振装置，增大导线的阻尼性能，达到吸收和减弱振动能量的目的。对于已发生覆冰的线路，可采取融冰措施。在覆冰时，将导线在适当位置进行短路，利用电流的热量融化覆冰。

4 结束语

导线舞动对杆塔结构的影响主要体现在耐张杆塔，直线塔影响很小。因为直线杆塔受到导线舞动后，由于绝缘子本身可以随着舞动前后或者上下稍微摆动，这样就可以减少舞动对直线杆塔的冲击；而耐张塔和直线塔之间是通过耐张串和横担连接在一起，舞动的大部分能量将在耐张杆塔横担上得以消减，导致杆塔横担部位部分螺栓松动和缺少。

在输电线路防舞动治理时，由于缺乏相关的理论实践和科学依据,目前的各种防舞装置都不是万能的和一劳永逸的。例如，失谐摆在单导线上取得了一定的防舞效果和成功经验，但是否适用于分裂导线，还尚无定论；绝缘间隔棒虽然取得了不错的防舞效果，但其存在劣化、放电，以及弯曲等问题。因此，应利用目前广泛应用的防舞动措施, 不断地实践和摸索，采取理论与实践相结合的方针,提高防舞动治理工作的水平[2]。

参考文献：

[1]郭应龙，李国兴，尤传永.输电线路舞动[M].北京：中国电力出版社，2002

[2]朱宽军.输电线路舞动研究与治理[J].电力建设，2004，25(12)：18-21