1.什么叫舞動

架空輸電線路導線發生偏心覆冰后，在風的激勵下產生的一種低頻率、大振幅自激振動現象。通俗講就是當風吹到因覆冰而變為非圓截面的導線上時，產生一定的空氣動力，由此會誘發導線產生一種低頻率（約0.1~3 Hz）、大振幅的自激振蕩，由于其形態上下翻飛，形如龍舞，稱舞動。

輸電線路舞動的發生通常取決于三方面的要素：導線不均勻覆冰、風激勵和線路結構參數。舞動產生的危害是多方面的，輕者會發生閃絡、跳閘，重者發生金具及絕緣子損壞，導線斷股、斷線，桿塔螺栓松動、脫落，甚至倒塔，導致重大電網事故。易于發生舞動的局部敏感地段主要在風口、開闊地帶、江河湖面等易于覆冰，且風激勵較強的地區。為防止線路舞動，一般采取安裝相間間隔棒、線夾回轉式間隔棒、雙擺防舞器、失諧擺、偏心重錘等防舞裝置 。

2. 線路舞動的危害

線路舞動的危害主要有機械損傷和電氣故障兩類。機械損傷包括螺栓松動、脫落，金具、絕緣子、跳線損壞，導線斷股、斷線，塔材、基礎受損等；電氣故障主要包括相間跳閘、閃絡，導線燒蝕、斷線，相地短路以及混線跳閘等。

2.1 機械損傷

螺栓松動、脫落：輸電線路舞動使耐張塔的主材接點和橫擔緊固螺栓松扣、磨損甚至剪斷，嚴重影響鐵塔受力。如1987年11月某地區的導線舞動造成500 kV某線l5基耐張塔螺栓脫落共411個，引流間隔棒損壞共7個；而17個耐張段中的218基直線塔只有15基螺栓脫落共66個。

圖 螺栓松動、脫落

金具、絕緣子、跳線損壞：由于舞動的力學作用，使得已有內部絕緣損壞或機械損傷的絕緣子鋼腳破裂，造成掉線停電。如1999年3月、11月導線大面積舞動中，500 kV某線582#塔中相、某線25#塔C相、某線180#塔B相的絕緣子鋼腳球頭斷裂，導線掉落燒損，供電中斷。

導線斷股、斷線：舞動產生的導線交變應力造成導線損傷或導線金具磨損，導線斷線。如1987年2月某地區A線、B線同塔大跨越導線舞動持續70多小時，使塔上線夾中的銷釘33個切斷、13個嚴重移位，多處導線磨傷，1988年12月該處又發生持續30多小時的舞動，造成B線中相一根子導線斷落。

塔材、基礎受損：舞動增加了桿塔交變應力，便桿塔橫擔和塔身失穩或塔材松動，影響運行。如1999年11月某地區大面積導線舞動，加之鋼管混凝土桿焊接中的隱性缺陷，使220kV某線82#、83#失穩倒塔。

圖 桿塔倒塔

2.2 電氣故障

相間跳閘、閃絡：舞動會導致導線間隙減小，從而引起相間短路。如某地區1985年11月220 kV某線的相間放電跳閘，1987年3月220 kV某線的相間放電跳閘，1993年11月220kV某線的多次跳閘。66kV輸電線路導線舞動的最大危害是相間短路跳閘，并且容易造成導線嚴重燒傷。如1985年1月某地區的導線舞動，某南北線嚴重時15 min內跳閘5次，某東西線1h內跳閘9次，兩條線路的跳閘最小間隔僅1 min，跳閘原因均為相間短路。

導線燒蝕、斷線：如1993年11月導線舞動造成某線斷線，2009年4月導線舞動造成500kV某線48號塔小號側A相（上左相）第5子導線間隔棒附近有放電痕跡，B相第4子導線間隔棒附近及第7子導線間隔棒附近也有放電痕跡。

相地跳閘：舞動也會導致導線和地線的間隙減小，從而引起相地短路。如2003年某地區500 kV某線輸電線路發生兩次強烈舞動，最大振幅超過7m，引起導線對地線放電，線路跳閘，同時造成金具嚴重磨損、斷裂、脫落，導線斷股、脫落，送電被迫中斷。

混線跳閘：如1999年11月導線舞動使某地區一次變配出的66 kV線路（多為四回路或雙回路同塔）大面積混線跳閘，最終造成某變電所66 kV母線全停的嚴重后果。

3. 舞動影響的因素

影響輸電線路舞動的因素很多且其之間會相互影響，一般歸納為氣象條件因素、地理因素、線路自身因素等方面。其中，氣象條件因素主要指導線的覆冰情況和風的大小與方向等；地理因素主要指輸電線路所在區域的地形與地勢；線路自身因素主要是指線路走向、線路系統的結構和參數等。

3.1 冰風參數

覆冰與風是導線舞動的主要外激勵源，它們在一定的氣象條件下產生，且彼此影響。當大氣層中存在大量微小的過冷水滴而沒有足夠的凝結核時，水滴在下降過程中遇到輸電導線時就有可能附著在導線表面，形成覆冰。當風速較小時，在導線的迎風面形成覆冰；當風速較大時，在導線的背風面形成覆冰。導線覆冰后的形狀又會影響空氣動力的狀態。

覆冰、空氣動力狀態等因素具有很大的隨機性。對于導線舞動來說，冰風因素是主要的激勵源，具有關鍵的作用，它們的產生及其形態不僅與氣象條件密切相關，而且彼此相互影響。例如，在同樣的雨凇條件下，風速的大小將會影響導線覆冰的形狀，進而影響導線的空氣動力狀態。顯然，這些影響因素具有很大的隨機性，在舞動研究與計算時，通常是根據統計資料來進行考慮的。

3.1.1 導線覆冰的類型與條件

（a）霧凇

由山區低層云中的過冷水滴形成。水滴在溫度極低、風速很小的情況下遇到導線，在第二批水滴尚未到達之前，第一批水滴幾乎即刻成冰，凍結在導線上，由此形成霧凇。積冰呈白色，晶狀結構，密度δ＜0.6 g/cm3，在導線上的附著力比較弱。由于霧凇覆冰層不厚，冰重不大，偏心情況也不嚴重，對導線一般不構成威脅。

（b）霜凇。

當溫度在0℃上下、風速較大時，會形成霜凇。其水滴凍結比較弱，但在導線上的附著力卻比較強。冰質透明，密度較高，在0.63~0.9 g/cm3之間變化。導線長期暴露在濕云中而氣溫又在冰點左右時易于形成霜凇，霜凇重量會逐漸增大，其重力會對導線與桿塔構成威脅。

（c）雨凇

雨凇多發生在低海拔地區的凍雨期，在溫度接近0℃、風速較大時產生。冰質透明，在導線上的附著力極強，冰的密度也很高，在0.90~0.92gcm3之間。在雨凇地區，由于凍雨的持續時間較長，可能形成較厚而堅實且不易脫落的覆冰層，成為發生導線舞動的重大威脅。如湖北中山口是全國最嚴重的雨凇區之一，雨凇常持續數十小時至幾晝夜，氣溫在0~-8℃之間，形成偏心覆冰的厚度一般為15~20mm，最嚴重的一次甚至達到38~48mm。

3.1.2 導線覆冰的必要氣象條件

導線覆冰的必要氣象條件是：1具有足可凍結的氣溫，即冰點以下的溫度；2具有較高的濕度，即空氣相對濕度一般在85%以上；3具有可使空氣中的水滴運動的風速，即大于1m/s的風速。一般來說，水滴直徑大，過冷卻程度低，周圍氣溫較高，以致水滴潛熱散發較慢時，導線容易形成雨凇；反之，水滴直徑小，過冷卻程度高，周圍氣溫低，以致水滴潛熱能迅速散失掉時，導線容易形成霧凇。

導線覆冰最快時的風速為3~6m/s，如果風速小于3m/s，則導線覆冰速度與風速成正比；如果風速大于6m/s，則導線覆冰速度與風速成反比。在覆冰過程中，風對導線覆冰形狀起著重要作用，它將大量的過冷卻水滴源源不斷地輸向線路，水滴與導線相碰撞，被導線捕獲而加速覆冰。當具備了形成覆冰的溫度和濕度條件后，除了風速的大小對覆冰有影響外，風向也是決定導線覆冰輕重的重要參數之一：風向與導線平行，或當與導線之間的夾角小于45°或大于150°時，覆冰較輕；風向與線路垂直，或風與導線之間的夾角大于45°或小于150°時，覆冰較重。導線覆冰的輕重還取決于山脈走向、坡向與分水嶺、風口、江湖水體等因素。東西走向山脈的迎風坡在冬季覆冰較背風坡嚴重；分水嶺、風口處線路覆冰較其他地形嚴重；江湖水體對導線覆冰影響也十分明顯，水汽充足時，導線覆冰嚴重，附近無水源時，導線覆冰較輕；一般海拔高程愈高，愈容易覆冰，覆冰也越厚，且多為霧凇，海拔高程較低處，多為雨凇或混合凇。

3.1.3 冰形狀

不均勻覆冰是造成舞動的主要原因，因此，了解不同的覆冰形狀對研究舞動很有必要。在氣溫低（-8~-11℃）、雨量較少的情況下，由于細小水滴與導線表面一觸即凝，易形成典型的新月形覆冰；而當氣溫較高、雨量較大時，水滴到達導線表面時達不到一觸即凝，此時，如果風速較低，易形成典型的扇形覆冰，若風速較高，在水滴未凝結之前被風排擠而易形成近似D形的覆冰，且導線覆冰下垂部分將繼續生長成冰凌。這幾種冰形都極易發生舞動。

3.1.4 風激勵

風激勵是導線舞動的直接原因。一段線路舞動的大小與狀態主要決定于風向與導線軸線的夾角：當夾角為90°時，對舞動的影響最大；反之，當夾角為零，即風向平行于導線軸線時，引起舞動的可能性最小。另一方面，導線舞動多產生于平原開闊地帶。同時，不同的風速會決定不同的覆冰形式，進而影響導線空氣動力狀態，而且風的方向與線路走向的夾角不同也會使其產生不同的運動狀態。根據目前的統計資料，在我國范圍內，發生舞動的風速集中在5~10m/s 之間，約占所有舞動情況中的50%，而在30m/