110KV線路防舞動方案

110kV線路防舞動方案技術(shù)科2012年12月前言12月14日，油田電網(wǎng)地區(qū)遭受了凍雨大雪及大風天氣，13日晚11點左右油田電網(wǎng)范圍內(nèi)開始降雨，隨后轉(zhuǎn)為凍雨，12時左右轉(zhuǎn)為降雪，并伴隨大風天氣。與此同時，110kV線路出現(xiàn)了明顯的振動現(xiàn)象，14日凌晨南陸聯(lián)絡(luò)線4#—5#之間發(fā)生了兩相短路，通過對相關(guān)資料的查詢，我們對110kV線路舞動的原因作出了技術(shù)分析，并提出相關(guān)治理方案和建議。一、輸電線路振動的分類導線長期處于野外露天之下,在風的作用下,導線時刻處于振動狀態(tài)。根據(jù)頻率和振幅的不同,導線的振動大致可分為3種。3種振動都會給導線和輸電線路造成破壞。微風振動舞動次檔距振動一、輸電線路振動的分類微風振動：導線受到微風(1～3級)吹拂時,將產(chǎn)生周期性振動,稱為微風振動,簡稱風振動。其特點是頻率高,通常為5～100Hz;振幅小,一般不超過10mm。盡管微風振動引起的振幅較小，但實際上它是引起導線高應變高應力點（如懸掛點、金具夾頭）疲勞破壞的重要原因。次檔距振動：分裂導線各間隔棒之間的振動，其頻率1-2周/秒和振幅10-50厘米，介乎風振動和舞動之間。發(fā)生次檔距振動的風速范圍廣，約為4-27米/秒（3級以上）。次檔距振動造成分裂導線相互撞擊,損傷導線和間隔棒。國外一般采用增大分裂導線間的距離,縮短次檔距長度,采用不同的導線排列方式,以及換成柔性間隔棒等措施來防止次檔距振動。舞動：

舞動是覆冰的輸電線路在風激勵的作用下，產(chǎn)生的一種低頻頻率（約0.1～3Hz）、大振幅（可達10m以上）的自激振動。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在5～10m/s（3-5級），溫度-5～1℃，導線覆冰厚度在3～20mm之間，濕度在85%以上的氣象條件下，產(chǎn)生舞動的幾率最大。實際上，一般在導線表面有覆冰的情況下，就極易產(chǎn)生舞動現(xiàn)象。舞動一般幅值大、持續(xù)時間長而且伴有擺動，對于輸電線路的損害極大，容易引起相間閃絡(luò)、金具損壞，造成線路跳閘停電或引起燒傷導線、拉倒桿塔、導線折斷等嚴重事故，從而造成重大經(jīng)濟損失。一、輸電線路振動的分類二、本次舞動現(xiàn)象分析2.1舞動發(fā)生的機理舞動的形成主要取決于三方面的因素，即覆冰、風的激勵和線路結(jié)構(gòu)及參數(shù)。覆冰

線路覆冰是舞動的必要條件之一。覆冰多發(fā)生在風作用下的雨淞、霜淞及濕雪堆積于導線的氣候條件下。導線覆冰與降水形式及降水量有直接關(guān)系，同時也與溫度的變化密切相關(guān)，經(jīng)常的情況是，先雨后雪，此過程中氣溫驟降（由零上降至零下），導線極易覆冰。通常情況下，導線覆冰不均勻，形成所謂：新月形、扇形、D形等不規(guī)則形狀，冰厚從幾毫米到幾十毫米（最厚可達50毫米），導線便有了比較好的空氣動力性能，在風的激勵下會誘發(fā)復雜的舞動。二、本次舞動現(xiàn)象分析風的激勵

舞動離不開風的激勵。冬季及初春季節(jié)里，冷暖氣流的交匯引起的風力較強，地勢平坦、開闊及風口地區(qū)的輸電線路，在導線（不均勻）覆冰的情況下，當風速在4～20m/s，且風向與線路走向的夾角≥45°時，導線易舞動。當夾角達到90°，舞動最為嚴重。這是因為垂直于線路走向的風的分量越大，對不均勻覆冰后導線的激勵效果越嚴重，對導線產(chǎn)生的升力也越大，有利于線路系統(tǒng)能量的積累，進而使得線路原有的平衡系統(tǒng)失去穩(wěn)定，產(chǎn)生舞動。線路結(jié)構(gòu)及參數(shù)線路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)也是形成舞動的重要因素之一。導線固有頻率、導線型式、導線張力、檔距結(jié)構(gòu)等均與導線舞動現(xiàn)象有關(guān)。特殊的天氣下導線覆冰，導線下方形成機翼構(gòu)造冰凌。450-900風向吹向?qū)Ь€。機翼構(gòu)造冰凌的機翼效應與重力、導線張力共同作用。導線形成蕩秋千現(xiàn)象，加速導線舞動各相線之間的舞動并無一致性，極可能造成導線間空氣間隙不足，導致閃絡(luò)跳閘，嚴重者將導致絕緣子、連接金具及鐵塔的損壞.①②③④⑤二、本次舞動現(xiàn)象分析二、本次舞動現(xiàn)象分析本次線路舞動的分析根據(jù)以上線路振動類型描述，油田電網(wǎng)這次的振動現(xiàn)象可定性為線路非對稱覆冰后的“舞動”現(xiàn)象。主要依據(jù)如下：

12月13日晚11點左右油田電網(wǎng)范圍內(nèi)開始降雨，隨后轉(zhuǎn)為雨夾雪，

12時左右轉(zhuǎn)為降雪，同時伴隨6級左右大風，風向角度在450----900之間,油田陸海聯(lián)絡(luò)線的4#—5#距為219M和6#—7#塔的檔距均為193M，在整條線路中檔距較長，所以該段導線舞動情況劇烈最終導致在4#—7#桿塔之間形成兩相短路。三、線路防舞動措施1、110kV線路常用防舞動器具相間間隔棒：復合相間間隔棒主要由：復合相間間隔絕緣子（專用的環(huán)氧玻璃纖維鋼芯棒和硅橡膠護套）、導線線夾、耳槽線夾、耐磨型半導體阻尼墊、耐磨套等部件組成，整套產(chǎn)品采用防松動措施。

三、線路防舞動措施1、110kV線路常用防舞動器具防止舞動原理：在相間或回路間用絕緣棒進行機械連接，制約導線的舞動，其固定處將成為波節(jié)，使舞動成為多個半波的模式使振幅變小，達到防止導線間短路的目的。另外，該裝置不僅改變了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式能抑制導線舞動，而且還可防止脫冰跳躍所引起的混線事故。隨著合成絕緣子的廣泛應用，該裝置已從高壓線路發(fā)展到超高壓線路上，是比較有效的防舞動和隔離混線裝置，是防治舞動的首選措施之一。相間間隔棒電氣參數(shù)體積電阻率不小于1×1012Ω·m；擊穿強度不小于20kV/mm；耐漏電起痕及電蝕損不低于TMA4.5級；抗撕裂強度不小于7kN/m；機械扯斷強度不小于3Mpa；拉斷抻長率不小于100%；邵氏硬度不小于50。三、線路防舞動措施1、110KV線路常用防舞動器具芯棒技術(shù)參數(shù)要求：

1.吸水率小于0.05%；

2.工頻干耐受電壓應滿足DL/T864附錄B的要求；

3.雷電沖擊耐受電壓不小于90kV（1cm長）；

4.拉伸強度不小于1000Mpa；

5.耐應力腐蝕時間不小于96h；

6.拉伸破壞負荷對比試驗相差不超過10%。

7.染色滲透試驗應滿足GB/T19519的要求。

8.水擴散試驗應滿足GB/T19519的要求。

失諧擺是由加拿大學者尼戈爾首先提出，與Harvard等人共同研究和發(fā)展起來，并在工程實踐中取得相當效果的一種防舞裝置。失諧擺的設(shè)計基于扭振激發(fā)機理，用來調(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。三、線路防舞動措施1、110KV線路常用防舞動器具三、線路防舞動措施擾流器

擾流器可以改變導線在氣流中所受到的氣動力。一般的擾流防舞器是利用某種特制的線纏繞在導線上，使得導線與擾流線合成體的各個截面的形狀都彼此不同，即使在覆冰后也仍然如此。這樣導線在覆冰后由于其各段斷面相互不同，因此所引起的空氣動力效應就會相互干擾制約，從而破壞了發(fā)生舞動的條件。該種擾流防舞器在線路上已經(jīng)成功應用。三、線路防舞動措施目前單股導線防舞的措施主要是失諧擺和擾流器（防震鞭）配合使用、相間間隔棒，由于失諧擺和防震鞭的設(shè)計參數(shù)和布置要求較高，而且防震鞭纏繞在導線上存在熱脹冷縮的現(xiàn)象不易與導線緊密切合，從目前調(diào)查的情況和與生產(chǎn)廠家交流的情況來看，110kV線路上安裝相間間隔棒最為合適。研究表明，相間間隔棒抑制導線舞動的機理在于其拉力和柔性彈力的牽制作用，使各相導線的不同期強迫振動載荷（不均勻覆冰的空氣動力提供）相互平衡抵消，從而抑制導線舞動。從實際使用效果上看，相間間隔棒是當前防舞動效果最好、最可靠的防舞器械。2、我油田電力線路塔型圖三、線路防舞動措施陸海聯(lián)絡(luò)線回線路2、我油田電力線路塔型圖三、線路防舞動措施陸海聯(lián)絡(luò)線回線路2、我油田電力線路塔型圖三、線路防舞動措施灘廟雙回線路2、我油田電力線路塔型圖三、線路防舞動措施單回線路三、線路防舞動措施三、線路防舞動措施三、線路防舞動措施從上面線路鐵塔的塔形我們可以看出，在線路產(chǎn)生舞動的情況下，線路垂直排列比三角排列容易發(fā)生兩相短路事件，而鋼管塔比角鋼塔容易發(fā)生兩相短路事件，結(jié)合前面的調(diào)研和交流情況建議在油田雙回線路中加裝相間間隔棒。3、相間間隔棒安全性評價

當不安裝間隔棒時，在正常情況下兩根導線短路的路徑有兩個：1空氣間隙X1=35002兩個絕緣子之間的絕緣爬距X2=3150*2=7300當安裝上相間間隔棒時又增加1路徑為X3=5300可以看出空氣間隙相對來說是薄弱環(huán)節(jié)，當發(fā)生1個絕緣子損壞時，X2將變?yōu)?150，此時即使X3再大，也對防止相間短路無作用。況且線路已經(jīng)啟動單相接地保。所以加上相間間隔棒（質(zhì)量過關(guān)）后不會出現(xiàn)因間隔棒導致相間短路的情況。絕緣子絕緣子間隔棒L1L1L31.是否會因加裝間隔棒導致線路相間短路3、相間間隔棒安全性評價

線路間隔棒和線路絕緣子性能基本一致，每只重10kG左右，經(jīng)過大港設(shè)計院的核實，增加線路間隔棒后線路的桿塔和金具仍滿足要求。絕緣子絕緣子間隔棒L1L1L32.線路桿塔金具是否滿足要求4、油田電力線路間隔棒安裝方案三、線路防舞動措施由于油田的110kV和35kV電力電路基本都處于沿海灘涂，屬于開闊地或風口位置，遇上雨雪和大風天氣極易發(fā)生舞動現(xiàn)象，建議先在陸海聯(lián)絡(luò)線選取合適位置進行試點，積累運行經(jīng)驗。

間隔棒的安裝位置方案具體如下：安裝位置檔距BA安裝位置安裝位置AC安裝位置安裝位置＞25011/312/3250-40011/221/3桿塔1-22-33-44-55-66-77-88-99-10檔距97161313219219193181181181桿塔10-1111-1212-1313-1414-1515-1616-1717-1818-19檔距181181169169103126137166140桿塔19-2020-2121-2222-2323-2424-2525-2626-2727-28檔距199206206209207189288288214桿塔28-2929-3030-3131-3232-3333-3434-35檔距214215180208180158155100-18010檔180-25020檔250-400三、線路防舞動措施三、線路防舞動措施試點安裝方案：經(jīng)過與廠家技術(shù)人員進行技術(shù)交流，征求單位相關(guān)人員意見和建議，結(jié)合線路的實際情況，本次擬定在陸海聯(lián)絡(luò)線的3#-7#鋼管塔之間裝設(shè)相間間隔棒，裝設(shè)位置和數(shù)量如下表所示塔號3#-4#4#-5#5#-6#6#-7#檔距313219219193裝設(shè)數(shù)量3*22*22*22*2雙回線路裝設(shè)位置BA:1/2LAC:1/3L2/3LBA:1/3LAC:2/3LBA:1/3LAC:2/3LBA:1/3LAC:2/3L每回裝設(shè)位置小計6444共計18只加強型相間間隔棒投資估算（不含施工費）：每個加強型的間隔棒約為0.75萬元，兩處防舞鞭材料費約為0.1萬元，共計投資13.6萬元。安裝方法：一是滑輪安裝，二是斗臂車安裝。廠家只負責指導安裝。注意事項：

1.輕拿輕放，不應投擲，并避免與尖硬物碰撞、摩擦；2.起吊時繩結(jié)要打在金屬附件上，禁止直接在傘套上綁扎，繩子觸及傘套部分應用軟布包裹保護；3.禁止踩踏相間間隔棒傘套；4.金屬附件與導線連接的金具安裝前，應仔細檢查元件的公差配合，不得在工件沒調(diào)整到位情況下加力。三、線路防舞動措施5、安裝方法及注意事項序號項目名稱設(shè)計試驗型式試驗抽樣試驗逐個試驗1外觀檢查√√√2例行拉伸負荷試驗√√√3尺寸檢查√√5護套最小厚度檢查√√6陡波沖擊耐受電壓試驗√√7額定拉伸負荷耐受試驗√√8機械破壞負荷試驗√√9機械負荷-時間試驗√○10金屬接頭與絕緣護套介面的滲透性試驗√○11突然卸載試驗√○12熱機試驗√○13人工污穢工頻電壓試驗√○14工頻電弧試驗√○15濕工頻耐受電壓試驗√○16雷電沖擊試驗√○17機械特性試驗實驗報告√○相間間隔棒本體試驗項目三、線路防舞動措施6、間隔棒及金具實驗項目序號項目名稱設(shè)計試驗型式試驗抽樣試驗逐個試驗1外觀檢查√√√2尺寸、材質(zhì)、重量檢查√√√3熱鍍鋅試驗√√4機械強度試驗線夾強度試驗線夾順線握力試驗線夾扭握力試驗線夾水平拉壓強度試驗線夾垂直拉、壓強度試驗向心力試驗√√√√√√√√√○○√5振動疲勞試驗垂直振動疲勞試驗（微風）扭轉(zhuǎn)振動疲勞試驗（舞動）水平振動疲勞試驗（次檔距振蕩）順線振動疲勞試驗√√√√6間隔棒-分裂導線系統(tǒng)振動性能評估微風振動性能評估次檔距振蕩對數(shù)衰減率試驗○√7彈性元件性能試驗橡膠元件性能試驗彈簧元件性能試驗√√○○間隔棒金具實驗項目三、線路防舞動措施6、間隔棒及金具實驗項目