CN101924338A - 一种抑制单导线输电线路舞动相间闪络的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抑制单导线输电线路舞动相间闪络的方法，属于输电线路电气故障防治领域。本方法综合考虑了舞动发生时各阶波形的影响，提出了将相间间隔棒在与导线垂直的断面内错开布置的安装方法，与以往的相间间隔棒安装的方法相比，能更好的防舞和抑制相间闪络。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制单导线输电线路舞动相间闪络的方法，属于输电线路电气故障防治领域。
背景技术
偏心覆冰导线在稳定风作用下会产生低频、大振幅的舞动，对输电线路造成很大的破坏作用，开展输电线路舞动的防治十分必要。我国是舞动多发国家，辽宁、湖北、河南等强舞动区先后多次发生大范围的舞动，造成线路断线、跳闸和停电等事故。与分裂导线输电线路相比，单导线输电线路因其相间距离小，在冬季及初春季节发生舞动时，更易发生相间闪络事故。
相间间隔棒是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，它将各相导线通过不同方式连接起来，使相连导线的运动相互制约，以达到减弱舞动幅度的目的。相间间隔棒是由玻璃钢芯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、并有一定柔韧性和抗撞击性能好、不破碎等优点。相间间隔棒即可抑制舞动导致的相间闪络，又可防止冰雪跳跃和导线下垂引起的相间闪络，在抑制单导线输电线路舞动的相间闪络问题上有着天然的优势。但是，相间间隔棒的重量相当于作用在导线连接点处的集中载荷，对导线的张力-弧垂特性有一定影响，如果布置的不合适，作用将适得其反。因此，确定合理的相间间隔棒的布置方案，对于有效抑制单导线输电线路发生舞动时引起的相间闪络是非常必要的。
清华大学的王黎明等在“间隔棒防止导线舞动的计算”一文中提到，当档距L＜300m时，将相间间隔棒安装在档距的(1/2)L处，当档距L≥300m时，将相间间隔棒安装在档距的(1/3)L、(2/3)L处。这种安装相间间隔棒的方法有两大缺点，一是将相间间隔棒安装在档距中点，档距中点正好是2阶模态的波节点，二是将相间间隔棒安装在档距的1/3处，正好是3阶模态的波节点。本发明巧妙的避开了1～4阶模态的波节点，能够有效的抑制1～4阶模态舞动带来的过大振幅，效果显著，意义深刻。
发明内容
本发明提供了一种抑制单导线输电线路舞动时相间闪络的方法。本方法综合考虑了舞动发生时各阶波形的影响，提出了将相间间隔棒在与导线垂直的断面内错开布置的安装方法，与以往的相间间隔棒安装的方法相比，能更好的防舞和抑制相间闪络。
一般情况下，小档距易产生1阶模态，而较大档距则易产生2阶与3阶模态，5阶及其以上模态的振幅很小，不会造成相间碰线等危害，可不予考虑。
本发明的一种抑制单导线输电线路舞动相间闪络的方法，其特征在于将相间间隔棒在与导线垂直的断面内错开布置。
其中，
(1)将交流输电线路导线分为A、B、C三相，对于采用干字塔的同塔双回输电线路，每回路三相导线分别位于上、中、下层，称为上相、中相和下相，上-中相与中-下相的两只相间间隔棒应避免安装在一个断面内，因为这样的安装方法既不利于相间间隔棒的受力，又不利于发挥相间间隔棒的防舞作用，并且由于两只相间间隔棒安装在一个断面内会使得上、中、下三相导线的动态特性完全相似，一旦有风能输入就会发生半波数相同的振动，导致舞动的发生；
(2)相间间隔棒应避免安装于档距中央，因为将相间间隔棒布置于档距中央，对二阶舞动而言，档距中点正好是节点，该处所布置的相间间隔棒对二阶扭振和横向振动都不起作用，仍然有产生谐振、诱发舞动的危险；
(3)保持上-中相与中-下相的相间间隔棒之间有一定的距离，因为这段距离越小，间隔棒之间的导线刚度就越大，就会使导线在舞动时相间间隔棒的握着点所产生的局部应力就越大，降低了相间间隔棒的机械强度。
(4)导线振动时其振型为正弦波，振幅为零的位置点称为波节，振幅最大处称为波腹，档距L为两基铁塔之间的水平距离，相间间隔棒的安装位置应尽量避开1-4个半波的波节点，并安装在1-4个半波的波腹或附近，对于档距小于160米的，考虑1阶、2阶波腹相距不远，可将间隔棒分别安装在(1/4)L处和(2/3)L处，这样即可抑制二阶舞动，又能牵制一阶舞动，同时可避开档距中点；对于档距大于等于160米的，考虑抑制舞动+防止冰雪跳跃+导线下垂引起相间闪络的综合影响，应增加相间间隔棒数量，可采用4个相间间隔棒，分别安装于档距(2/9)L、(2/5)L、(3/5)L、(7/9)L四处或附近，这样即抑制2阶舞动，又抑制了3阶舞动，同时又避开了4阶舞动的波节处。
其中，为了最大程度的抑制舞动，一般在较小档的距内安装2只相间间隔棒，在较大的档距内安装4只相间间隔棒。
其中，安装一只间隔棒时，应避开中点安装；
安装二只间隔棒时，应安装在(1/4)L和(2/3)L处；
安装四只间隔棒时，应安装在(2/9)L、(2/5)L、(3/5)L、(7/9)L处。
其中表1描述了不同波形的波腹与波节点位置。
表11～4个半波的波腹及波节位置
| 波形(阶) | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 波腹位置 | (1/2)L | (1/4)L，(3/4)L | (1/6)L，(1/2)L，(5/6)L | (1/8)L，(3/4)L，(5/8)L，(7/8)L |
| 波节位置 | 档端 | 档端，(1/2)L | 档端，(1/3)L，(2/3)L | 档端，(1/4)L，(1/2)L，(3/4)L |
为了最大程度的抑制舞动，一般在小档距内安装2只相间间隔棒，在较大档距内安装4只相间间隔棒。
本发明的有益效果是：
目前的单导线输电线路抑制相间闪络的方法，通常采用在档距中部安装2只相间间隔棒且直线安装的方法。这种安装方法不仅不能够有效抑制相间闪络，还可能带来更恶劣的后果。本发明采用的相间间隔棒的布置方法，不仅能够有效的抑制各种阶次的舞动带来的相间闪络，而且能够抑制大风带来的相间闪络。与其它类型的相间间隔棒的方法相比，效果更好，适用性更强。
附图说明
为了使本发明的内容被更清楚的理解，并便于具体实施方式的描述，下面给出与本发明相关的附图说明如下：
图1是相间间隔棒的布置方式。图1(a)为安装两只相间间隔棒时在三相导线上的布置方式，其中，①为上相-中相安装的相间间隔棒，②为中相-下相安装的相间间隔棒；图1(b)为安装四只相间间隔棒时在三相导线上的布置方式。
具体实施方式
现应用具体实例介绍采用上述方法来布置单导线输电线路的相间间隔棒的过程。
某66kV单导线输电线路，导线型号LGJ-240，覆冰厚度30mm，相间距离3m，舞动时振幅达到5m，治理档距为10-20#，具体的档距值如下表：
由于覆冰厚度较厚，相间距离较小，而舞动振幅较大，采用当档距＜160m时安装2只相间间隔棒，档距≥160m时安装4只相间间隔棒的布置方式。如155m的档距小于160m，采用2只相间间隔棒，分别布置在上相-中相的1/4即距离小号塔39m处与中相-下相的2/3即距离小号塔103m处；186的档距大于160m，采用4只相间间隔棒，分别布置在上相-中相的2/9、3/5即距离小号塔41m、112m处与中相-下相的2/5、7/9即距离小号塔74m、145m处。
按照上面的相间间隔棒布置原则，各档距相间间隔棒的布置如下表：
通过本方法在单导线输电线路上安装相间间隔棒后，三相导线的同步性被扰乱，舞动振幅降低明显，抑制相间闪络的效果显著。
上面通过特别的实施例内容描述了本发明，但是本领域技术人员还可意识到变型和可选的实施例的多种可能性，例如，通过组合和/或改变单个实施例的特征。因此，可以理解的是这些变型和可选的实施例将被认为是包括在本发明中，本发明的范围仅仅被附上的专利权利要求书及其同等物限制。
Claims (4)
1.一种抑制单导线输电线路舞动时相间闪络的方法，其特征在于将相间间隔棒在与导线垂直的断面内错开布置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于
(1)将交流输电线路导线分为A、B、C三相，对于采用干字塔的同塔双回输电线路，每回路三相导线分别位于上、中、下层，称为上相、中相和下相，上-中相与中-下相的两只相间间隔棒应避免安装在一个断面内，因为这样的安装方法既不利于相间间隔棒的受力，又不利于发挥相间间隔棒的防舞作用，并且由于两只相间间隔棒安装在一个断面内会使得上、中、下三相导线的动态特性完全相似，一旦有风能输入就会发生半波数相同的振动，导致舞动的发生；
(2)相间间隔棒应避免安装于档距中央，因为将相间间隔棒布置于档距中央，对二阶舞动而言，档距中点正好是节点，该处所布置的相间间隔棒对二阶扭振和横向振动都不起作用，仍然有产生谐振、诱发舞动的危险；
(3)保持上-中相与中-下相的相间间隔棒之间有一定的距离，因为这段距离越小，间隔棒之间的导线刚度就越大，就会使导线在舞动时相间间隔棒的握着点所产生的局部应力就越大，降低了相间间隔棒的机械强度。
(4)导线振动时其振型为正弦波，振幅为零的位置点称为波节，振幅最大处称为波腹，档距L为两基铁塔之间的水平距离，相间间隔棒的安装位置应尽量避开1-4个半波的波节点，并安装在1-4个半波的波腹或附近，对于档距小于160米的，考虑1阶、2阶波腹相距不远，可将间隔棒分别安装在(1/4)L处和(2/3)L处，这样即可抑制二阶舞动，又能牵制一阶舞动，同时可避开档距中点；对于档距大于等于160米的，考虑抑制舞动+防止冰雪跳跃+导线下垂引起相间闪络的综合影响，应增加相间间隔棒数量，可采用4个相间间隔棒，分别安装于档距(2/9)L、(2/5)L、(3/5)L、(7/9)L四处或附近，这样即抑制2阶舞动，又抑制了3阶舞动，同时又避开了4阶舞动的波节处。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于
为了最大程度的抑制舞动，一般在较小档的距内安装2只相间间隔棒，在较大的档距内安装4只相间间隔棒。
4.如权利要求2-3任一所述的方法，其特征在于
安装一只间隔棒时，应避开中点安装；
安装二只间隔棒时，应安装在(1/4)L和(2/3)L处；
安装四只间隔棒时，应安装在(2/9)L、(2/5)L、(3/5)L、(7/9)L处。
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| Date | Code | Title | Description |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: STATE ELECTRIC NET CROP. Effective date: 20130218 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130218 Address after: 100192 Beijing city Haidian District Qinghe small Camp Road No. 15 Applicant after: China Electric Power Research Institute Applicant after: State Grid Corporation of China Address before: 100192 Beijing city Haidian District Qinghe small Camp Road No. 15 Applicant before: China Electric Power Research Institute |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ren Xichun Inventor after: Zhu Kuanjun Inventor after: Yang Fengli Inventor before: Ren Xichun Inventor before: Zhu Kuanjun Inventor before: Yang Fengli |