架空线路导线舞动形成原因及监测预警系统

     

 

       随着我国经济的快速发展，对电能的需求量和对电能质量的要求也不断提高，电力能源已经成为社会存在和发展的必需品。近些年来，我国受大范围低温、雨雪、冰冻等恶劣天气的影响，多省份输电线路出现了大面积的覆冰、舞动现象，其中舞动使得多条线路发生闪络跳闸、塔材螺栓松动、绝缘了碰撞破损、跳线断裂、问隔棒等金具损坏断裂、掉串掉线、杆塔结构受损、倒塔等不同等级的事故，给电网造成了严重的灾害。

 

导线舞动的危害

      导线舞动是在一定的地理环境和气象条件下所产生的以 导线大幅度低频震荡为表现形式的特有机械运动。 是一种空气动力不稳定现象， 是输电线路导线不均匀 覆冰后在风力 作用 下引 起的一种低频率(0.1～3Hz) 、大振幅 ( 导线直径 300 倍 ) 的自 激振动现象。 导线舞动一旦形成， 持续时间一般可达数小时， 对高压输电线路会造成极大的破坏作用， 从而威胁到输电线路的安全运行。 舞动常引 起导线鞭击、烧伤、断股、断线、金具严重磨损、断裂、脱落、绝缘子钢脚断裂、杆塔倾倒、线路跳闸等， 因而易造成大面积停电等严重事故， 给社会带来重大的经济损失。

 

导线舞动产生的原因：

 

气象因素

        特定的气象条件是引 起导线舞动的主要因素之一。 在 4 级 ~6 级风， 温度 -5℃~1℃ ， 导线覆冰厚度在 3mm~20mm 之间 ， 湿度在 95% 左右的气象条件下， 导线产生舞动现象的机率最大。

 

地理因素

        线路的地理条件也是引起导线舞动的重要因素。 导线舞动多发生在风口 地区、较开阔的平原地区和大跨越，而地形变化较复杂的山区很少发生导线舞动。 这是因为较开阔的地区易于形成稳定持续的气象条件。 线路的走向是重要的影响因素，与线路走向形成一定夹角（ ≥45° ），稳定的侧向风是引起导线舞动的动力源。 它对导线的升力作用很大，当达到一定的能力聚集时，就容易使系统稳定失控，进而引起舞动。

线路结构型式和参数。

 

       导线结构型式是影响导线舞动的因素之一， 在相同的环境、气象条件下， 分裂导线要比单导线容易产生舞动， 并且大截面的导线要比常规截面的导线易于产生舞动。 这主要是因为多分裂、大截面导线扭转刚度大， 易于形成不均匀覆冰。 此外， 舞动是自激振动， 其产生与导线固有频率有关。 随着我国电力建设的发展， 已呈现出一种多分裂， 大截面的发展趋势， 因此对舞动的研究与治理已经刻不容缓。

监测预警系统

 

       武汉风河智能FH-9004高压输电线导线舞动在线监测系统采用的MEMS传感器技术和无线通信技术，能对在恶劣大气环境中运行的高压输电线路的导线舞动频率和幅度进行实时采集，并通过GSM/CDMA/GPRS或4G网络将监测信息发送给远程监控中心。该系统支持感应取电和太阳能电池板+蓄电池供电两种方式，安装方便。投入运行后，可使运营部门及时掌握导线舞动情况，以便在紧急状况下制定应对措施，减少经济损失，同时也为线路设计时考虑气候条件、设定预防水平提供可靠依据。