一种限位式防舞装置和相地间隔棒相结合的综合防舞方法与流程

本发明属于电力系统输电线路运行维护技术领域，涉及架空输电线路舞动的综合防治技术领域，具体涉及到一种应用在特高压输电线路的限位式防舞装置和相地间隔棒相结合的综合防舞方法。

背景技术：

随着近几十年输电线路的发展，特高压以及超高压线路的广泛兴建，输电线路发生事故的概率也在逐渐增加，舞动是一种低频大振幅的自激振动，而且在舞动中垂直运动占主要运动。舞动造成的危害也是相当大的，会造成线间短路和接地短路，所造成的损失包括电弧烧伤、断股、断线、杆塔损坏、倒塔、防震锤和间隔棒损坏等，如若不能有效的抑制舞动，会给国家带来严重的经济损失。

输电线路随着电压等级的提升，也会采用不同分裂数的分裂导线，且分裂导线更容易发生舞动，所以对于特高压和超高压线路需要迫切的研究出相应的防舞装置，现有的相间间隔棒虽然在一定程度上能够减小舞动的程度，但是相间间隔棒也会加剧导线的剪切破坏以及金具的磨损，严重时还会发生相间闪络，破坏电气性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种限位式防舞装置和相地间隔棒相结合的综合防舞方法来达到防舞的效果。本发明将限位式防舞装置和相地间隔棒结合在一起，同时发挥相地间隔棒和限位式防舞装置的作用来降低导线舞动时的张力，以达到抑制或者防止舞动的效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种限位式防舞装置和相地间隔棒相结合的综合防舞方法，其特征在于，所述综合防舞方法包括以下步骤：

步骤1，根据输电线路的档距确定相地间隔棒的数量及挂点位置；

步骤2，查阅输电线路所在地区主导风向，根据主导风向数据来对相地间隔棒采用不同的安装措施以及安装角度；

步骤3，根据输电线路的档距确定限位式防舞装置的数量及安装位置；

步骤4，固定好限位式防舞装置，调整限位式防舞装置的拉线长度，使得拉线处于松弛状态；调整相地间隔棒拉线长度并施加3kn～5kn的预紧力。

本发明进一步包括以下优选方案：

在步骤1中，当输电线路的档距小于等于300米时，需设置两组相地间隔棒；当输电线路档距大于300米小于等于600米时，设置三组相地间隔棒；当档距大于600米小于等于800米时，设置四组相地间隔棒；其中，每一组相地间隔棒包括三支相地间隔棒，每一支相地间隔棒挂接在对应相线和地锚之间，每一组相地间隔棒在输电线路的水平方向上的挂点位置相同。

在步骤1中，当输电线路档距小于等于300米时，每一组相地间隔棒在输电线路水平方向上的挂点位置设置在输电线路档距的1/3和2/3处；

当输电线路档距大于300米小于等于600米时，每一组相地间隔棒在输电线路水平方向上的挂点位置在输电线路档距的2/9、1/2、7/9处；

当档距大于600米小于等于800米时，每一组相地间隔棒在输电线路水平方向上的挂点位置在输电线路档距的1/9、1/3、2/3、8/9处；

在步骤2中，根据输电线路所在地区主导风向，将相地间隔棒的安装措施确定为逆风向安装，确定安装角度即相地间隔棒的拉线与地面所成的夹角为锐角，其中，所述主导风向为该地区输电线路容易发生舞动季节的风向。

所述安装角度在40°～80°之间。

在步骤3中，对应输电线路的不同档距，需要设置的限位式防舞装置的组数均为该档距所对应设置的相地间隔棒组数减1，即：在输电线路档距小于等于300米时，需要设置一组限位式防舞装置；在档距大于300米小于等于600米时，需要设置两组限位式防舞装置；在档距大于600米小于等于800米时，需要设置三组限位式防舞装置；其中，每一组限位式防舞装置包括三个限位式防舞装置，每一组限位式防舞装置在输电线路的水平方向上的挂点位置相同。

在步骤3中，每一相导线上的限位式防舞装置和相地间隔棒间隔设置，即每一个限位式防舞装置安装该导线相邻两支相地间隔棒之间。

在步骤3中，当输电线路档距小于等于300米时，选择三相导线的档距中点进行垂直安装三个限位式防舞装置；当输电线路档距大于300米小于等于600米时，选择三相导线档距的1/3处和2/3处垂直安装六个限位式防舞装置；在档距大于600米小于等于800米时，选择三相导线档距的2/9处、1/2处和7/9处垂直安装九个限位式防舞装置；

在步骤3中，在限位式防舞装置中安装用于感知导线舞动速度的加速度传感器。

在步骤4中，当限位式防舞装置中的加速度传感器感知导线向上运动的加速度超过设定阈值后，限位式防舞装置将自动施加3kn～5kn的预紧力。

本发明通过在输电线路上安装相地间隔棒和限位式防舞装置，能够有效地抑制舞动，同时由于限位式防舞装置安装有传感器，在没有舞动发生时拉线处于松弛状态，所以能够很好的减少对线路的拉力，对线路的破坏性很小。通过模态分析找出位移最大处，直接限制舞动的垂直位移，而且检修方便。

由于安装位置和数量的不同，配合相地间隔棒可以有效的抑制导线的前三阶舞动，相地间隔棒可以抑制水平位移和垂直位移，限位式防舞装置可以抑制垂直位移，所以对于多阶复合舞动可以有很好的抑制效果，保证线路的安全运行，减少经济损失。

附图说明

图1为本发明中限位式防舞装置和相地间隔棒的安装示意图；

图2为未安装防舞装置之前档距中点的垂直位移图；

图3为安装限位式防舞装置和相地间隔棒之后档距中点的垂直位移图；

图4为未安装防舞装置之前导线张力图；

图5为安装限位式防舞装置和相地间隔棒之后导线张力图。

其中，1为导线，2为绝缘子串，3为地锚，4为限位式防舞装置，5为相地间隔棒。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例，对本发明的技术方案做进一步详细介绍。

本发明所公开的一种限位式防舞装置和相地间隔棒相结合的综合防舞方法，具体步骤如下所述：

步骤1：根据输电线路的档距确定相地间隔棒的数量及挂点位置

在档距小于300米时，选择档距的1/3和2/3为相地间隔棒的挂点位置，限位式防舞装置的挂点设置在档距中点；当档距大于300米小于600米时，选择档距的2/9、1/2和7/9处为相地间隔棒的挂点位置，将限位式防舞装置的挂点位置设置到档距的1/3和2/3。当档距大于600米小于等于800米时，选择档距的1/9、1/3、2/3、和8/9处为相地间隔棒的挂点位置，将限位式防舞装置的挂点位置设置到档距的2/9、1/2和7/9。在试验统计中可以发现输电线路舞动在竖直和水平方向的幅值会随着档距的增加而增加，当档距小于300米时为小档距线路，根据模态分析的结果，在竖直位移和水平位移的频谱中存在着峰值接近面内单半波的频率，同样对于扭转角进行频谱分析，在频谱中发现存在着峰值接近扭转单半波的固有频率，那么可以认为在小档距线路中导线的舞动主要为面内单半波的舞动形式；在档距大于300小于600米时，此时为大档距线路，对竖直位移和水平位移做频谱分析，发现频谱中依然存在着峰值接近面内单半波的固有频率，但是在扭转角的频谱分析中发现存在着峰值接近导线三阶扭转模态的固有频率，此时可以认为在大档距的输电线路中存在着阶次复合的舞动。所以根据模态分析的结果本发明将相地间隔棒在档距小于300米时挂点位置选取在档距的1/3和2/3处，在档距大于300米小于600米时将相地间隔棒的挂点选取在档距的2/9处1/2处和7/9处，在档距大于600米小于800米时将相地间隔棒的挂点选取在档距的1/9处、1/3处、2/3处和7/9处，这样对于抑制多阶次的舞动有较好的效果。

步骤2：对输电线路所在地区的主导风向进行统计调查，得出该地区输电线路容易发生舞动季节的主导风向，然后根据主导风向来选择相地间隔棒的安装方向和安装角度。由于逆风向安装相地间隔棒可以和限位式防舞装置起到两端约束的作用，所以大多数情况下选取逆风向安装相地间隔棒；在风攻角为40°～120°之间时，大部分导线升力系数斜率为负，因此在此风攻角范围内导线可能发生舞动，根据这个角度我们将相地间隔棒的安装角度在40°～80°之间。

步骤3：安装完相地间隔棒之后根据档距的不同再来安装限位式防舞装置，在档距小于等于300米时，因为档距中点为位移最大处，所以选择将限位式防舞装置垂直安装在档距中点；在档距大于300米小于等于600米时，根据模态分析结果在档距的1/3处和2/3安装限位式防舞装置；当档距大于600米小于等于800米时，在档距2/9处、1/2处和7/9处安装限位式防舞装置。

步骤4：根据步骤1中档距确定相地间隔棒的挂点位置后对相地间隔棒进行固定，如图1所示，三相导线共用一级地锚，调整好拉线角度之后，施加3kn～5kn的预紧力，由于导线覆冰之后发生舞动的概率很大，所以应考虑将不同温度时的预紧力换算为0摄氏度时的预紧力，以保证良好的防舞效果。根据步骤3中限位式防舞装置挂点位置，将限位式防舞装置垂直安装在导线下方，调节拉线为松弛状态，限位式防舞装置为一种机械性防舞装置，通过拉线以及子间隔棒与导线连接，限位式防舞装置内部安装有加速度传感器，当导线向上运动的加速度超过一定的数值后，限位式防舞装置将自动施加3kn～5kn的预紧力，当导线向下运动时限位式防舞装置将自动收缩拉线以起到抑制舞动的效果。

本发明将限位式防舞装置与相地间隔棒相结合，将相地间隔棒和限位式防舞装置有效的结合起来，充分发挥两者的优点，限位式防舞装置可以有效的限制导线的竖直位移，相地间隔棒可以有效的限制导线的水平和竖直位移，而二者结合可以抑制导线的扭转位移，所以两者的结合可以抑制多阶舞动，从而起到防舞的效果。

下面用具体的实验来验证本发明所述的限位式防舞装置和相地间隔棒相结合的综合防舞方法。在某输电线路上实施本发明技术方案进行实地验证，实验线路如图1所示，线路档距为536米，无高差，风攻角为90°，图1中1为导线，2为绝缘子串，3为地锚，4为限位式防舞装置，5为相地间隔棒。根据本发明所提供的方法，在1/3、2/3处安装相地间隔棒，相地间隔棒的拉线角度为52°，在档距1/2处安装限位式防舞装置，通过相同的风激励来模拟导线舞动，得到安装防舞装置前后舞动的位移响应以及张力变化，如图2-5所示，图2为未安装防舞装置时档距中点的垂直位移，图3为限位式防舞装置与相地间隔棒相结合后档距中点的垂直位移，可以看出将限位式防舞装置与相地间隔棒相结合之后档距中点的垂直位移大幅减小，垂直位移大约减小了89.7％，垂直位移的峰峰值大约减小了90.8％；图4为未安装防舞装置时导线的张力变化，图5为限位式防舞装置与相地间隔棒相结合后导线的张力变化，可以看出导线舞动的张力在安装限位式防舞装置与相地间隔棒后大约减少了40％，张力峰峰值减少了79.6％。通过对舞动幅值和导线张力的对比可以证明在本发明的防舞方案下舞动被有效的抑制。

以上实施例用于理解本发明的方法和核心思想，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，进行任何可能的变化或替换，均属于本发明的保护范围。