目录 目录.....................................................................................................................................2 附件 1..................................................................................................................................1 1、项目背景.......................................................................................................................1 1.1 项目简介................................................................................................................1 1.2 研究背景................................................................................................................2 1.3 国内外同类技术研究现状及趋势........................................................................5 2、研究思路与方法...........................................................................................................6 3、主要研究内容...............................................................................................................7 3.1 舞动造成的杆塔破坏分析...................................................................................7 3.1.1 倒塔情况分析....................................................................................................7 3.1.2 杆塔严重受损情况分析..................................................................................10 3.1.3 杆塔严重受损情况分析....................................................错误!未定义书签。

1 附件 1 输电线路抗冰加固技术仿真分析研究 成果报告 1、项目背景 1.1 项目简介 我国是舞动多发国家，在我国的 9 个典型气象区中，其中有 8个地区有覆冰条件，且覆冰厚度可达 3mm 以上，因而都会发生舞动。随着输电线路的发展，尤其是超高压及特高压线路的广泛兴建，导线的直径较大，6 分裂以上的多分裂导线相继出现，在某些地形复杂地区及大跨越线段，导线的直径，离地高度也会有大的提高，这就造成舞动更加容易发生。

因线路设计荷载是依据静载而设计考虑的，而舞动所生成的动载荷容易造成杆塔、连接金具的薄弱环节损坏，例如，连接螺栓在交变应力作用下极易松动、脱落。导线舞动会引起跳线结构共振和绝缘子串振动，造成跳线及绝缘子损伤。杆塔设计时，可以确定的是风荷载方向与线路转角度数。而舞动是随机的，其随机性有可能造成导、地线转向的度数超出设计中确定的线路转角度数，致使横担在 x、y、z 轴三方向的力大大超出杆塔设计时的承载能力，从而，引起杆塔整个横担失稳、乃至强度破坏。

2 计分析，分析 500kv 舞区期间输电线路气象、地形及地貌参数； 2)提出舞动动态荷载计算方法，更为有效准确地评估杆塔的动态负荷； 3)结合本次覆冰舞动造成设备和线路受损情况，分析杆塔破坏原因，研究杆塔防松防倒措施； 4)对输电线路掉串、断线进行分析，确定破坏原因，优化设计输电线路挂线金具。

1.2 研究背景 2018 年 1 月 24 日～31 日，我国中东部地区接连经历了两次大范围低温雨雪冰冻天气过程。本轮雨雪冰冻天气过程具有严寒程度重、持续时间长、降水量大、影响范围广的特点，受此影响，hb、安徽、江西、湖南等地输电线路出现了大范围雨雪冰冻灾害。

图1 1 舞动灾害影响区域（中国电科院舞动预警分中心发布）受雨雪冰冻天气影响，公司系统湖北、安徽、江西、湖南等地区共计 577 条 110kv 及以上线路出现覆冰，其中 135 条 110kv 及以上线路发生舞动，导致 33 条线路跳闸或停运。

3 湖北、安徽、江西及湖南覆冰线路条数分别为 121 条、74 条、198 条及 194 条。从电压等级来看，110kv 覆冰线路最多，共计 329条；其次为 220kv 线路，共计 238 条；500kv 覆冰线路 104 条；直流线路中±800kv 覆冰线路 5 条；±500kv 线路覆冰 5 条。

图2 2 覆冰线路区域分布 图3 3 覆冰线路随电压等级分布 从故障原因分析，湖北、安徽地区线路故障主要是由于舞动引起；江西地区线路故障主要是由于覆冰过载引起；湖南地区线路同时遭受舞动及覆冰的影响。

4 基杆塔发生严重损坏，涉及线路 16 条，其中湖北 27 基，安徽 6 基，江西 6 基；发生倒塔的共 7 基，均位于湖北；发生绝缘子掉串、断线的线路 27 条，其中掉串 91 串，断线（含跳线）56 处；发生金具损坏的线路 13 条，其中仅相间间隔棒损坏就涉及 6 条线路的 165串。其中，因舞动而发生的设备受损线路共计 24 条，主要出现在湖北（19 条）和安徽（5 条）地区。

5 防舞拉线断裂 1 处。

1.3 国内外同类技术研究现状及趋势 在防舞动金具上，世界上受到舞动影响比较大的国家，都先后开发了很多适合本国国情的防舞动金具，并且取得了良好的防舞动效果。加拿大率先开发了防舞动相间间隔棒、压重防舞器等各种能影响导线受风激励扭转的带阻尼的防舞动金具。美国则开发了防振鞭，扰流阻尼器等防舞动金具，但是美国开发的防舞动金具价格昂贵，且不适合重冰区输电线路的防舞动治理，因为扰流防舞器容易冻住，失去作用。且噪声很大，容易被投诉。前苏联地区因为常年冰雪天气，所以多采用压重防舞器这种比较可靠的防舞器，但是压重防舞器覆冰后会导致重力加大，甚至能加剧舞动的振幅。日本的输电线路因为国土狭窄，所以每条通道多采用高电压等级、多分裂导线这种能提高输送容量的方法，所以他们在多分裂导线的舞动问题研究上很有建树，率先开发了线夹回转式间隔棒，并且不断的推出改进型，我国也成功的进行了仿制。

6 理本就是一个因地制宜的事情，但是现在不少研究人员都把主要的经历放在了建立一个统一的机理上面来。防舞动问题，归根到底是让运行的线路不发生舞动现象，最快捷的方法就是建设真型试验线路，通过加挂安装不同类别的防舞金具来实际的判别一下，哪种金具确实有效，形成适合本地区的典型经验。

国内，以国家电网公司防舞动研究专题框架为基础，尤传永提出了输电导线舞动的新的机理。该机理综合了垂直舞动机理、水平舞动机理及扭转舞动机理。该机理的核心认为只要是导线舞动，原因就是导线的动力失稳。之前的研究仅仅是导线的覆冰舞动动态特性，没有与防舞金具结合起来分析导线在安装防舞金具后的整体特性，尤传永开发的这个机理能系统的解释在安装完毕防舞金具后，此系统的稳定性。他还针对实际情况，重点分析了双摆防舞金具的参数设计特性，并进行了重新的设计，结构强度更大，现场实际应用后取得了良好的防舞动效果。

2、研究思路与方法 以“xx 工程”为基础，通过理论分析法、仿真分析法进行研究。

1)充分调研国内外关于防舞动技术的研究现状和运行情况，为项目后期研究提供理论基础。

7 果评估等； 3)实现对防舞动措施进行准确的可行性评估，研究设计可靠地防舞措施，形成研究报告和设计图纸。

3、主要研究内容 3.1 舞动造成的杆塔破坏 分析 3.1.1 倒塔 情况分析 本轮冰冻雨雪天气中，hb 电网发生杆塔倾倒的线路有 3 条，分别为±500kvgn 线、500kvxx 一回、xx 二回，占比 15.79%；杆塔倾倒 3 基，分别为：xx 一回 141#，见图 6(a)；xx 二回 165#，见图 6(b)；gn 线 280#，见图 6(c)。《架空输电线路防舞设计规范》（q/gdw 1829-2012）于 2013 年 6 月发布，以上线路均为 2006 年以前设计，未考虑防舞设计。

(a)xx 一回 141#(b)xx 二回 165#

8(c)gn 线 280# 图6 6 倒塔情况 ①gn 线 280#独脚拉线塔塔身屈服倒塔 gn 线 280#塔为独脚拉线塔，大号侧档距为 355m，小号侧档距为 400m，相邻杆塔均为自立塔。现场调查发现 gn 线 280#塔向南倾倒在地面，四根拉线拉棒均完好无损，塔身于基础以上约 15 米处屈服弯折，如图 7。

9 在横担以下的塔身上。倒塔之前现场巡视发现，280#大小号、左右极四个方向的导线不同步舞动导致横担两侧摇摆晃动，且塔身屈服部位有斜材脱落现象。

横担两侧摇摆晃动，说明连接塔身与横担的三角形联板因线路舞动出现了部分螺栓松动。塔头左右晃动引起的垂直荷载传递至塔身导致塔身出现弹性形变，扭曲变形，并在塔身中间部位形变幅值最为严重，长时间的扭曲形变导致塔身中部螺栓松脱引起斜材脱落，最后导致主材屈服，引起倒塔。

②xx 二回 165#耐张转角塔螺栓脱落倒塔 xx 二回 165#塔转角度 24°16′，铁塔与基础的连接方式为插入式角钢。小号侧档距 386m，耐张段长度 6.82km，平均档距 487m；大号侧档距 490m，耐张段长度 2.45km，平均档距 491m。可以看到：165#耐张塔一侧耐张段长度超过 6km，且两侧耐张段差异较大，比值为 2.8。从塔位地形上看，165#塔位于江汉平原农场，其北面湖泊降低了地面粗糙度，风速较为稳定。分析认为该塔一侧耐张段长度较大，且两侧耐张段差异较大，在舞动情况下，传递给杆塔的荷载较大。耐张塔长时间承受交变荷载，部分螺栓及塔材松动脱落，引起结构变化，导致耐张塔承载能力大幅降低。当作用在耐张塔上的负荷超过承载能力时，便发生倒塔故障。在倒塔过程中塔腿主材受到强烈的弯曲，导致塔腿根部断裂。如图 8 所示。

10 图8 8 x xx 二回 165# 耐张塔倒塔现场 3.1.2 杆塔严重受损 情况分析 杆塔出现严重受损的主要特征可以分为：塔头变形，横担变形，螺栓脱落，杆塔扭转、倾斜等4类，造成12条线路受损，占比63.16%，累计造成 24 基杆塔出现受损。

其中塔头变形的杆塔有 8 基，分别为 xx 一回 139#、140#、142#、143#、150#，dx 二回#61、#64、#63 塔，详见案例分析 1；横担严重变形的杆塔有 2 基，分别为 yh152#（案列 4）、xx 二回 208+2#；螺栓脱落的杆塔有 11 基，其中 9 基为耐张塔，2 基为直线塔，均采用单帽或单帽加薄帽，单帽或单帽加薄帽防松动能力较差，见图9，螺栓脱落原因分析见案列 2；杆塔扭转、倾斜的杆塔有 1 基，为 gz 线 168#，其他类型 1 基，为斗山线#57 保护帽及塔靴上拔。

11(a)单帽(b)非等厚帽 图9 9 螺栓松动、脱落情况 ①xx 一回猫头塔、dx 二回酒杯塔等 8 基杆塔严重变形 塔头发生严重变形的杆塔有 8 基，均为猫头塔和酒杯塔，其中：xx 一回 5 基受损杆塔均为猫头塔，139#-143#为连续 5 基直线塔（141#倒塔），150#为单塔受损直线塔，如 错误！未找到引用源。0；dx 二回 3 基严重受损杆塔均为酒杯塔，位于 58#-69#耐张段内，如图 10。受损部位主要集中在瓶口和 k 节点部位。

受损原因由多方面共同构成：一是所处耐张段较长，均超过了5km。二是水平档距偏大，一般均超过 400m，甚至有部分档距大于500m。三是线路投运较早，早期设计阶段未考虑防舞设计与舞动荷载校核，该地区历史上也一直未产生具备舞动的气象条件，未采取防舞动改造。四是猫头塔和酒杯塔本身的结构特点决定了其在瓶口和 k 节点部位机械强度较为薄弱。

12 图 10 500kvx dx 二回酒杯塔严重变形情况 ②lz 线 163+1#耐张塔螺栓、塔材松动脱落 lz 线 163+1#大量螺栓松动，左横担上方联板脱落，仅有主材支撑，中部塔身 60%联板螺栓脱落，4 根斜材脱落。lz 线163+1#-165+1#为“耐-直-直-耐”独立耐张段，档距分别为175-518-227m，耐张段长度为 0.92km。163+1#杆塔小号侧档距350m，耐张段长度 4.3km。165+1#杆塔大号侧档距 260m，耐张段长度 4.5km。可以看到 163+1#耐张塔一侧耐张段长度 4.3km，且两侧耐张段长度差异较大，比值达 4.8。165+1#耐张塔一侧耐张段长度超过 4.5km，且两侧耐张段差异较大，比值达 5.0。分析认为 lz 线163+1#、165+1#耐张塔一侧耐张段长度较大，且两侧耐张段差异较大，在舞动情况下，耐张塔长时间承受交变荷载，导致部分螺栓及塔材松动脱落。此外，lz163+1#、165+1#采用单帽加薄帽，容易发生松动、脱落，如图 102。

13 图 11 舞动引起杆塔螺栓松脱 ③gz 线 168#拉线塔受不平衡张力倾斜 gz 线 168#为拉线塔，在舞动时发生了杆塔倾斜约 30 度。该塔小号侧档距 366m，大号侧档距 448m，线路呈东西走向，现场导线舞动幅值较大。gz 线故障起因为 166#杆塔发生左相、中相导线绝缘子掉串。分析认为拉线塔依靠 4 根拉线直立，166#两相绝缘子掉串导致 165#、167#等杆塔绝缘子串出现不同程度偏斜，以及 168#杆塔 3 根拉线受损，该塔完全靠 1 根拉线支撑，因而发生倾斜。如图 12 所示。由于杆塔出现倾斜，受力达到新的平衡，塔头未发生屈服变形。

14 图 12 z gz 线 线 168# 拉线塔倾斜现场 ④yh 线 152#耐张转角塔横担断裂 yh 线 152#塔为耐张塔，小号侧耐张段长度 2.449km，档距为373m，大号侧耐张段长度 1.475km，档距为 340m，转角度数为 36°26′。yh 线投运于 2006 年，设计校核认为杆塔相对较为薄弱。yh线该段之前未曾发生舞动，未采取防舞措施。本次发生大幅舞动，10min 中平均风速约 6～10m/s 左右，舞动幅值达 7m。分析认为 yh线故障塔所在地段线路之前未曾发生舞动，未采取防舞措施，导致本次线路舞动严重。同时杆塔结构设计较为薄弱，在舞动荷载作用下，横担挂点受拉杆件和横担根部主材受力远超设计限值，导致横担发生断裂。如图 13 所示。

15 图 13 h yh 线 线 152# 耐张塔横担断裂现场 3.2 杆塔破坏计算分析 3.2.1 舞动荷载计算方法 导线舞动时产生的张力称为舞动张力。对杆塔结构而言，水平舞动张力及张力差起控制作用，张力的竖向分量相对较小，一般忽略其在导线发生舞动时的变化。导线舞动可以通过施加驻波激发，基于单档导线线长变化与张力变化的等效关系和能量平衡原理，能够推导出单档导线舞动水平张力的解析解。而对于连续多档尤其是带有悬垂串模型的导线舞动张力，难以采用上述方法求解。

1、简化计算方法（1）单档耐张模型：该模型适用于耐张塔一侧舞动，另一侧不舞动的情况。模型说明如图 145。

16 图 14 单档耐张模型说明 为偶数 nln eayt22 2 2116π max 为奇数 nn ty ealn eayt π 16π022 2 22  max（1）e——导线综合弹性模量，n/m 2 ； a——导线覆冰前截面积，m 2 ； y——导线舞动峰峰值（y=2a 0），m； —导线覆冰后单位长度重量，n/m； 0t—舞动前导线水平张力（弧垂最低点张力），n。

tmnlfy  sin 2 sin（2）y—导线舞动轨迹的椭圆长径，m； v—导线形心风速，m/s； f—舞动频率，近似取为导线该阶固有频率 f n，hz； l—档距，m； t—导线张力，n； m—导线单位长度质量，kg/m； η——气象系数；  ——风向与导线轴线的夹角； n—半波数，即舞动的阶次，根据国内外舞动观测资料，对档距l  200m 的档，n 可取 1 或 2；对档距在 200m l  600m，n 可取 2 或3；对档距在 l 600m，n 可取 3 或 4。

一侧舞动一侧不舞动

17（2）两档耐张模型：该模型适用于耐张塔两侧均发生舞动的情况，模型说明如图 156 所示。

φ 为左右两侧振动时的相位差。

18 0.45 倍的导线最大使用张力。当耐张塔两侧各有 1 基及以上直线塔时，张力差可取耐-耐两档模型张力差的 35%。

（2）不发生一阶舞动时，直线塔挂点舞动张力差较小，设计时可以不予考虑；发生一阶舞动时，舞动张力差较大，直线塔舞动张力差取耐张塔张力差的 40%。

①在3级舞动区，线路杆塔横担设计宜增加舞动校验工况组合：风速 15m/s，冰厚 5mm，气温-5℃，风向 90 度，组合系取 0.9。舞动纵向张力差见表 1。

表1 1 舞动张力差取值表（% %）舞动区 耐张型杆塔 悬垂型杆塔 档距≤400m 档距400m 档距≤400m 档距400m 孤立档 80 100 / / 非孤立档 40 50 12 15 ②在 2 级和 3 级舞动区，对重要交叉跨越段耐张塔校验横担部位螺栓孔壁挤压强度时，舞动荷载可考虑 1.15~1.25 的增大系数。

3.2.2 破坏仿真分析 xx 一回 139#、140#、141#、142#、143#、150#共 5 基猫头塔发生倾倒或塔头破坏，按照 q/gdw1829—2012 分别对发生倒塔的141#塔、塔头受损的 139#、140#、142#、143#、150#进行结构受力分析。

1、设计条件 上述倾倒或塔头破坏的塔属于同一耐张段，所在耐张段长度

19 6579m，共 15 档，代表档距 454m。导线型号 lgj-500/45(gb1179-83)型导线，每相 4 分裂，分裂间距 0.45m，4 根子导线呈正方形布置，4 根子导线间加装间隔棒。单导线的最大使用张力取 48676n，为试验保证拉断力的 40%，即安全系数等于 2.5；绝缘子结构长度5.121m。

2、舞动荷载计算 根据现场调研结果，所在耐张段 10min平均风速 10m/s，风向与线路方向夹角 90°，覆冰厚度 5mm。建立耐张段的导线-绝缘子串有限元模型（图 167），假定 141#塔两侧导线发生舞动，采用驻波法计算 141#塔挂点纵向不平衡张力，导线初始张力 33178n。由表 2 可知，导线发生舞动即使是一阶舞动（单峰幅值达到 10m），挂点不平衡张力占最大使用张力百分数仅有 10.6%，小于q/gdw1829—2012 规定值 15%。因此，后面按照 q/gdw1829—2012进行杆塔舞动工况校验。

20 图 16 耐张段有限元模型 3、舞动工况校验 按照 q/gdw1829—2012 进行杆塔舞动工况校验，风速 15m/s，风向角度 90°，覆冰厚度 5mm，舞动纵向不平衡张力占最大使用张力百分数 15%。

校验工况下，xx 一回 139#、140#、141#、142#、143#、150#共 5 基猫头塔受力如图 178-图 223 所示，应力比较大的典型杆件统计见表 3-表 8。设计未考虑防舞的杆塔，在校验的舞动荷载下，139#、140#、141#、143#、150#在曲臂、横担和塔腿主材的杆件应力比较大，其中 141#塔横担上平面交叉材应力比达到 97.2%，但是未超出杆件强度值，杆塔结构未发生破坏。

校验工况下，142#杆塔受力如图 208 所示，设计未考虑防舞的杆塔，在校验的舞动荷载下，在曲臂、横担、塔身斜材、主材的部分杆件应力较大，横担与下曲臂连接部位斜材应力比 96.90%，塔身第三节间斜材应力比 98.30%，塔身第五段节间主材应力比90.50%，多处杆件处于破坏的临界状态。瓶口处外侧主材应力比108.40%，超出杆件屈服强度值，杆塔结构发生破坏。应力比较大的典型杆件统计见表 6。

27 由上述分析可知，142#杆塔在校验的舞动荷载下，多处杆件处于破坏的临界状态。瓶口处外侧主材应力比 108.40%，超出杆件屈服强度值，杆塔结构发生破坏。142#杆塔的破坏，使相邻的 141#杆塔承受超出设计工况的不平衡张力情况，进而发生倒塔，前后相邻的 139#、140#、143#相继发生结构破坏。

在横担螺栓不发生松动的前提下，导线大幅舞动产生的纵向不平衡张力，不会使直线塔 150#杆塔杆件应力超限。破坏原因应当是，由于导线舞动导致杆塔承受较大的交变荷载，且频率相对较高，持续时间较长，造成杆塔结构（特别是直接承受交变荷载的横担）一部分杆件在螺栓连接处相互滑移，导致支承面产生压痕、锌层脱落等，致使螺栓预紧力减小或消失，造成螺栓松动、螺母松脱等，从而螺栓连接失效，导致连接杆件无法承受或传递荷载，杆塔局部结构也就无法按设计要求正常工作。

3.2.3 破坏原因分析 1、相邻 5 基直线塔发生破坏的原因是 142#塔在导线舞动产生的纵向不平衡张力作用下，多处杆件比处于破坏临界状态，瓶口处外侧主材应力超限，导致塔头破坏，进而导致相邻直线塔相继破坏。

2、强舞区直线塔破坏的主要原因是由于导线舞动导致杆塔承受较大的交变荷载且持续时间较长，造成螺栓松动、螺母松脱等，从而螺栓连接失效，导致连接杆件无法承受或传递荷载，杆塔局部结构也就无法按设计要求正常工作，进而导致杆塔塔头横担发生破坏。

28 3.3 金具破损分析 3.3.1 舞动造成的金具破损 情况 统计显示，hb 此次 500kv 输电线路发生舞动区段共计 3986 档，其中采取防舞动措施共计 1946 档，具体为：安装相间间隔棒加回转间隔棒有 1304 档，安装回转间隔棒有 306 档，安装双摆防舞器加回转间隔棒有 336 档。

本次舞动事故引起金具损坏主要为相间间隔棒破坏、均匀环脱落，间隔棒以及其他防舞金具（防舞拉线和双摆防舞器）损坏等，其中出现相间间隔棒破坏的线路 6 条，共 165 支。

1）改变了导线有限位置处的分布质量和截面转惯量； 2）对导线系统发生覆冰舞动的能量分布和消耗产生影响； 3）对导线整体的振型函数影响甚微，即导线在发生舞动时，导线各点位移沿其轴向坐标的函数保持平滑、连续的特性； 4）含有阻尼特性的阻尼间隔棒或双摆防舞器会对导线整体阻尼产生影响，故本文引入导线-防舞器系统综合阻尼系数 c i(i =1, 2, 3, 4)。

所以，将分布于长度为 l 的导线上阻尼间隔棒及双摆防舞器的分布质量分别写成狄拉克函数形式，见下式。

m 和 i 分别为阻尼间隔棒及双摆防舞器质量和转惯量；角标 j = p , d 分别为阻尼间隔棒和双摆防舞器；角标 e 代表单个金具；代表整体求和； i =1, 2, 3 分别代表沿法向 x 轴，副法向 y轴和切向 z 轴。

基于曲梁理论的建模可以充分体现大截面导线的抗弯、抗扭及

30 三维应变耦合特性。如图 256 所示，在空间绝对坐标系 o xyz  下，分裂导线在受覆冰等静态力作用下的状态和 t 时刻的状态分别如虚、实线所示，o’-x’y’z’ 和 o-xyz 分别为其静、动态随动坐标系。

图 25 绝对坐标系与随动坐标系 此时，分裂导线的形态依然符合曲梁理论下的导线形态假定，且各子导线本身依然符合 zhu 提出的三维拉格朗日应变关系，t为间隔棒及双摆防舞器的导致的动能增量。

u i(s , t)和  i(s , t)(i =1, 2, 3)分别为位移和角位移函数；角标“”代表取时间 t 的一阶导数。

非保守力做功 w nc 见式(8)。

b i 为沿法向、副法向和扭转方向的气动载荷系数，i =1, 2, 3； c i 为导线-防舞器系统各阻尼系数，i =1, 2, 3, 4。

31 关系式(8)。忽略其剪切应变后整理可得关于导线四个自由度的运动方程。

x(t)、y(t)和 θ(t)分别为 u 1(s , t)、u 2(s , t)和 θ 3(s , t)的一阶位移函数； m ij、k ij、c ij、d ij 和 con i 依次为质量、刚度、阻尼、非线性项系数及常数项。在确定各参数的情况下，利用 matlab程序数值求解功能可对导线覆冰舞动的动态响应情况进行数值模拟，确定舞动幅值情况。

3.3.3 典型破坏案例现场舞动特征分析 本小节依旧采用 3.3.2 小节分析模型和方法，对发生间隔棒、双摆防舞器等金具损坏的 dx 二回线#57-#58-#59 线路段进行舞动分析。dx 二回线#57-#58-#59 线路段分布及走向见图 267。

32 图 26 x dx 二线 #57--#58--9 #59 线路段 表9 9 x dx 二线舞动区段设计参数及现场观测记录 导线 运行张力/kn 杆塔编号 风速 风向 覆冰 备注 4×lgj-500/45 30.42 #57 3-4 级 北风 轻微覆冰 未发生舞动 #58 舞动且金具损坏 #59 舞动但未出现损坏 dxii 线路在此次舞动事故中具有一定典型性，首先该线路已经加装防舞装置，且#57-#58-#59 中，#57-#58 未观测到舞动现象，而#58-#59 不仅发生舞动，且防舞金具（间隔棒、双摆防舞器）被舞动破坏。将其线路参数和代入至方程 10～12，可得到其稳态舞动幅值随风速的变化曲线（图 278）。

由图 279 可知，#57-#58 由于没有防舞装置，起舞风速较#58-#59 低。然而由于风向为北风，前者的有效风速较后者要低，所以未观测到舞动现象。

图 28 稳态响应幅值随风速变化的响应曲线（无防舞方案）对比图 278、29 可以看出，双摆防舞器的安装不仅提升了线路起舞风速，同样也降低了发生舞动后的线路可能出现的最大振幅，基本实现了要求的防舞目标。然而此次冻雨灾害的出现，恰恰满足了该线路较为苛刻的防舞条件，使得线路出现较大振幅的舞动现象，造成了金具损坏。

3.3.4 破坏原因分析 由理论分析可以看出，虽然双摆防舞器作为经典的防舞金具，34 在提升线路防舞能力上发挥了一定作用，但本次冻雨事故由于依然满足了线路舞动所需要的各项条件，所以出现了大幅值舞动现象，其他发生相间间隔棒损坏事故的线路也同样具有此类特点。

3.3.5 结论（1）相间间隔棒的主要作用在于保持导线相间距离，传递并耗散相间机械振动能量。当舞动强度一般，且两相导线之间振动相位存在交大差异的时候，相间间隔棒可将二者间隔控制在一定范围内，且迅速耗散掉二者振动时的机械能，避免风能过度输入至导线舞动状态中，从而起到良好的防舞效果。

然而，当导线出现较大幅值的振动，且能量集中度较高，风能输入到导线系统的能量过大，相间间隔棒的耗能效率难以展现出满意效果的时候，相间间隔棒就会失去防舞效果。一旦两相导线间出现过大的相对运动，相间间隔棒就会因发生脆断而失效。

根据现场记录，hb 省中部大部分地区出现了 8m/s 以上的大风（10min平均风速），极大风速达到了 18.8m/s（jj 站），这无疑为导线大幅值舞动提供了充分条件，导致局部地区线路段出现相间间隔棒损坏。

35 路防舞能力，应加强科学组合防舞方案的应用，并且对具体线路防舞措施的使用应由相关单位开展详细的理论评估工作。

4、主要技术创新点 本项目创新点之一提出舞动荷载计算方法，更为有效准确地评估杆塔的动态负荷；本项目创新点之二提出多分裂覆冰导线荷载计算方法，准确地评估导线的动态负荷。

5、应用实例及推广前景 舞动情况的发生具有一定的偶然性，而且概率不高，易会被人们轻视。但这偶然之中又是必然的，只要起舞的三个条件满足了，舞动就会必然发生。我国输电线路网络庞大繁多，大多数线路所处平原地区，跨越高速公路、高速铁路、重要输电通道众多，是舞动频发国家，在相当大的范围内都可能发生导线舞动，鉴于舞动的破坏性之巨大，应对“三跨”区段的舞动研究与防治给予足够的重视。

舞动防治有两层含义，首先是“防”，对于途径舞动易发地段的高压输电线路，应该重视防范线路舞动，防患于未然；其次是“治”，对已经发生过舞动的输电线路要尽快采取合适的防舞措施。目前我国对舞动的防治基本仍停留在“治”上，但是对预防做得仍很不够，所以今后需要改变这种做法，将简单的“舞后治理”，改为“预防为主、防、治结合”的新式防舞工作方法。有些地区虽然对线路进行了防舞设计，但仅限于加装了防舞器，并没有达到对舞动预防的全方位性，诸如：选择合理线路走向和路径、提高线路电气及机械强度等，应该将加装防舞装置看成是在重点区段防舞方案的不得已选择。

36 6、经济社会效益 绝缘子串及杆塔因舞动遭受损坏停电，一次更换和抢修成本达到 400 万，一次断串而发生永久性故障，造成大面积停电的损失可达上千万元。本项目的研究成果，可降低这类事故发生的概率，从而保障发电可靠性。项目完成后保守估计将可以为运行单位节约千万元以上资金。

7、取得的科技成果及知识产权情况 在该项目已施工完成，技术人员正在申请两项国家发明专利，分别为一种杆塔舞动动态荷载计算方法和一种多分裂覆冰导线荷载计算方法。

输电线路实习报告