一、项目建设的背景及意义

架空输电线路运行过程中会因自然条件的作用发生多种灾害事故,威胁线路的安全稳定运行,舞动是其中危害较为严重的一种。架空输电线路的舞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(导线直径的20～300 倍)的自激振动现象,在振动形态上表现为在一个档距内只有一个或少数几个半波。舞动产生多方面的危害,轻者发生闪络、跳闸,重者发生金具及绝缘子损坏,导线断股、断线,杆塔螺栓松动、脱落,甚至倒塔,导致重大电网事故。

河南省是我国输电线路舞动多发省份，1998年至今已发生过9次较大范围的输电线路覆冰舞动。1998年12月1日，河南电网发生大范围线路导线舞动，导致22条次220kV线路跳闸，多条220kV线路单相接地及相间短路的事故，电网局部解裂，京广电铁短时停电，个别110kV 电压等级线路出现倒塔现象;2000年12月1日及2001年1月11日，河南电网7条220kV线路导线舞动，造成金具损坏、线路跳闸、大面积停电等恶性事故;2003年2月9日夜，河南电网发生大范围线路导线舞动，16条220kV输电线路跳闸36条次，110kV及以下线路跳闸213条次，豫南驻马店和信阳电网被迫与省网解列而孤网运行近2小时，直接损失负荷26.5 万千瓦。

因此，提高特高压输电系统的安全性和可靠度，减少冰雪给输电系统造成的损失，具有巨大的经济和社会价值。

二、项目的理论和实践依据

1、覆冰舞动形成及影响因素

导线舞动是一种复杂的流固耦合振动，其产生原因很多。总的来说，导线覆冰、风激励和线路结构与参数是产生舞动的主要因素。

①导线覆冰

据观测资料，舞动多发生在覆冰厚度为2~50mm的覆冰雪导线。而导线上要形成覆冰，必须同时具备以下三个条件：1)空气湿度较大，一般在85%以上;2)温度较低，一般为0~-5℃，温度过高或者过低都不利于导线覆冰;3)具有可使空气中水滴运动的风速，一般需大于1m/s。

覆冰导线的截面形状对舞动的形成和发展具有决定性影响。因为实际的气象条件和环境因素十分复杂，覆冰形式多种多样。一般，刚度小的导线，会形成近似圆形的覆冰形状;而刚度大的导线会形成扇形、翼形、D形等不对称覆冰形状。经试验证明，与对称截面相比，不对称截面的覆冰更易引起导线的气动力失稳，在风的激励下容易造成导线的低频大幅舞动。

②风激励

除覆冰外，导线要形成舞动，还必须有稳定的层流风作用于导线。而山谷风口或是四周无屏蔽物的开阔地带(如江河湖泊、平地等)都是易出现稳定层流风的地带，故而这些地带也是舞动多发区。研究表明，若导线覆冰不均匀，且出现风速为4~20m/s、主导风向与导线走向夹角超过45°的层流风时，导线易产生舞动，并且该夹角越接近90°，舞动出现的可能性也就越大。

③线路结构与参数

覆冰和风的激励可视为引起导线舞动的外因，而线路本身的结构和参数是引起导线舞动的内因。不合理的线路结构与参数更易引发线路舞动。这些线路结构与参数包括：导线的类型(分裂导线或单导线)、线路档距和导线的横截面积等。

1)导线类型的影响

覆冰时，导线首先会在迎风面上结冰，扭转刚度小的单导线会在偏心覆冰的作用下扭转，使导线重新在迎风面上结冰，最终使覆冰接近于圆形;而分裂导线由于间隔棒的约束使得每根子导线的扭转极其微小，因而导线覆冰易形成翼形断面这类不对称覆冰的，因此，分裂导线比单导线更易舞动。对于500kV及以上的超高压、特高压输电线路，广泛采用四分裂甚至六分裂导线，因而舞动发生的几率较大。统计资料表明，在我国大部分500kV输电线路中均发生过导线舞动，而由舞动引发的事故占事故总数的23.5%。

2)线路档距的影响

关于档距大小与舞动之间的关系，目前存在两种观点：一种认为，导线档距越短，导线的相对扭转刚度越大，迎风面覆冰时扭转角越小，覆冰截面的不对称性越大，在相同的风激励下，更易舞动;而另一种认为，短档距的扭振固有频率及横向固有频率较长档距时高，不易在低频带发生耦合谐振，因而可以通过缩短档距以防止舞动的产生。这两种观点相互对立，迄今还无定论。

3)导线横截面积的影响

由于大截面导线的相对扭转刚度强于小截面导线，在偏心覆冰作用下其扭转角较小，导线覆冰的不对称性较大，因而大截面导线比小截面导线更易舞动。

由以上分析可以看出，随着我国超高压、特高压电网的建设，多分裂、大截面导线被广泛使用，加之输电线路长，经过地区的地理环境、气候条件多样，因而覆冰导线舞动的可能性也大大增加。