【干货】架空输电线路常用防舞动装置及其特点

1. 舞动概述

架空输电线路导线发生偏心覆冰后，在风的激励下产生的一种低频率、大振幅自激振动现象。通俗讲就是当风吹到因覆冰而变为非圆截面的导线上时，产生一定的空气动力，由此会诱发导线产生一种低频率(约0.1~3 Hz)、大振幅的自激振荡，由于其形态上下翻飞，形如龙舞，称舞动。

输电线路舞动易造成线路闪络、跳闸、杆塔螺栓松动、脱落;严重时会发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，甚至倒塔，导致重大电网事故。为了防止输电线路舞动，采用对线路舞动有抑制作用的装置，如相间间隔棒、线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、失谐摆、偏心重锤等。除开以上装置外，还有多种防舞装置组合安装形成的防舞装置系统，主要有相间间隔棒与线夹回转式间隔棒、相间间隔棒与双摆防舞器、线夹回转式间隔棒与双摆防舞器等三种型式。

2. 常用防舞动装置

各类防舞装置具有其特殊的设计和应用条件，而且不同的防舞装置造价差别也较大。下表列出了当前架空输电线路常用的防舞装置及其主要性能。

表 防舞装置及其主要特点



(a)六分裂线夹回转式间隔棒

(b)八分裂线夹回转式间隔棒

图 1 线夹回转式间隔棒


图 2 相间间隔棒


图 3 四分裂导线用双摆防舞器


图 4 线夹回转式间隔棒双摆防舞器

图 5 阻尼防舞器


图 6 扰流防舞器

图 7 偏心重锤




图 8 失谐摆

3. 防舞动装置应用特点

3.1线夹回转式间隔棒

线夹回转式间隔棒(适用于分裂导线)是近年来我国新研制的一种防舞装置。其特点是间隔棒部分线夹可自由(或在一定角度范围内)回转，部分线夹与普通夹头相同，不能自由转动。活动夹头部分可以改变覆冰导线的覆冰形状，从而改变了覆冰导线的空气动力系数。因这种防舞装置兼具间隔棒和防舞器的双重作用，且不会额外增加输电线路上的集中载荷，对线路的运行应力基本没有影响。其布置方式主要考虑次档距振荡、翻转自恢复等的影响。线夹回转式间隔棒比普通间隔棒造价稍高。线夹回转式间隔棒已经大量应用于我国架空输电线路的防舞工作。

3.2相间间隔棒

相间间隔棒(单导线、分裂导线均可)是在相间或回路之间使用的一种具有绝缘性能和机械强度的间隔棒，它将各导线机械地连接起来，使各导线的运动相互制约，以达到抑制舞动的目的。相间间隔棒是由玻璃钢芯棒和硅橡胶护套构成的合成绝缘结构。它具有抗拉强度高、重量轻、并有一定柔韧性;抗撞击性好，不破碎;耐污闪电压高等特点。

相间间隔棒既可抑制舞动，又可防止脱冰跳跃，还可一定程度上防止风偏，其防舞功能是现有各类防舞器中效果最好的。相间间隔棒已广泛应用于 220 千伏及以下电压等级的输电线路的防舞工作中，对于 220 千伏以上电压等级的紧凑型输电线路也已越来越多地采用相间间隔棒进行防舞，相间间隔棒最适合应用于相导线为垂直排列的同塔多回线路的防舞。当然相间间隔棒存在劣化、抗弯刚度小等问题，其使用寿命有待检验，相间间隔棒的防舞造价较高。

3.3双摆防舞器

双摆防舞器是基于稳定性机理研制开发的一种具有良好防舞性能的防舞装置，旨在提高导线系统的动力稳定性，同时也兼具压重防舞的功能。目前双摆防舞器已经大量应用于我国多条分裂导线线路上，取得了较好的防舞效果，积累了丰富的经验，是我国架空输电线路应用最为广泛的防舞装置。双摆防舞器属刚性防舞器，从应用经验来看，如果设计合理，则能有效防舞，如果设计不合理(实际冰风条件超过设防范围)，则线路仍可能发生舞动，但从总体情况来看，双摆防舞器基本能防止或一定程度上抑制舞动。双摆防舞器还具有造价较低、安装方便等特点。双摆防舞器具有一整套完整的设计计算方法，必须具体问题具体分析，不经过设计计算而盲目应用或照搬照抄会大大降低其防舞效果，甚至给线路的安全运行带来负面影响。

3.4扰流防舞器

扰流防舞器(适用于单导线)是采用塑料制成的预制干扰线，缠绕在导线上，使得导线与扰流线合成体的各个截面形状都彼此不同，即使在覆冰后也仍然如此。这种防舞装置质量轻、易于安装，对导线的负面影响也很小，在覆冰较薄(≤10 毫米)时，防舞效果较好。同时，由于沿档距截面的不断变化，也扰乱了涡致振动，对防振有益。而在覆冰较厚(>10 毫米)时，由于厚冰覆盖使得覆冰后导线截面趋于一致，扰流效果降低，最好选用其他防舞装置。此外，由于扰流防舞器一般选用聚氯乙烯制成，它与导线的线膨胀系数不同，在夏季会产生松弛，可能造成位置滑移。另外，由于是高分子材料，存在老化、劣化等问题。

3.5失谐摆

失谐摆(适用于单导线)是在导线下方装一质量为 M、臂长为 R 的重锤的一种机械装置。失谐摆是基于扭振激发机理，运用失谐摆来调整扭振固有频率，使之与横向振动的高阶固有频率分离，从而防止其耦合而诱发舞动。失谐摆在防舞方面存在争议，有些地区有效，有些地区则无效。国内有所应用，但应用范围较小。

3.6集中防振锤

集中防振锤(适用于单导线)的防舞原理是压重防舞， 压重防舞是限制压重点的振幅，形成节点，从而抑制导线的振幅与振型，以达到控制导线舞动的目的。

集中防振锤防舞的优点是取材容易，安装简便。但安装位置及数量应经过设计、计算。此外，应注意防振锤位置的相对固定，防止运行过程中防振锤位置的滑移，还应注意防振锤本身质量的稳定。总之，在单导线输电线路上采取集中防振锤防舞要慎重。

3.7整体式偏心重锤

这种防舞装置具有提高动力稳定性、提供扭转反馈控制、扰乱沿档气流分布等综合防舞功能，而造价比较低廉，是一种经济有效的防舞装置。

整体式偏心重锤已经应用于我国输电线路的防舞实践中。防舞设计中应注意重锤质量的设计，避免质量过大，导致线路微风振动超标。