ＮＯ．５ ２０１５ 华北电力技术 ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ４１ ５００ ｋＶ紧凑型线路相间间隔棒联接方式优化 周 磊，郑建钢，朱亚林，黄晓』乱 （国网冀北电力有限公司检修分公司，北京１０２４８８） 摘要：紧凑型榆电线路的相间舞动一直是影响线路安全运行的因素之一，舞动跳闸的重合成功率较低，造 成线路停运的几率大。特别是５００ ｋＶ紧凑型线路，一旦发生舞动事故，将对系统造成很大影响，严重影响供 电可靠性。目前，安装相问间隔棒是紧凑型线路最直接最有效的防舞措施，但现阶段相间间隔棒采取绞链式 ＋球窝联结，该种联结金具是非标产品，联结金具长度调节范围小，安装和调整较为困难，且容易造成相间间 隔棒球头部位受到集中应力，引起相间间隔棒球头断裂。针对５００ ｋＶ紧凑型线路相间间隔棒球头断裂的情 况，通过开展相间间隔棒联接方式的研究，研制了相间间隔棒配套用４点连接子导线间隔棒，并在数条 ５００ ｋＶ紧凑型线路挂网试运行，效果良好。 关键词：５００ ｋＶ紧凑型线路；相间间隔棒；防舞动；４点连接；可调节性；环形金具；释能效果 中图分类号：ＴＭ７５２ 文献标识码：Ｂ ＤＯＩ：１０．１６３０８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎｌＯ０３－９１７１．２０１５．０５．００８ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｈａｓｅ－－ｔｏ－－ｐｈａｓｅ Ｓｐａｃｅｒ ｉｎ ５００ ｋＶ Ｃｏｍｐａｃｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅ Ｚｈｏｕ Ｌｅｉ，Ｚｈｅｎｇ Ｊｉａｎｇａｎｇ，Ｚｈｕ Ｙａｌｉｎ，Ｈｕａｎｇ Ｘｉａｏｙｉｎ （Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｊｉｂｅｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｂｒａｎｃｈ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２４８８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｈａｓｅ・ｔｏ—ｐｈａｓｅ ｇａｌｌｏｐｉｎｇ ｏｆ ｃｏｍｐａｃｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａ— ｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ ｒｅｃｌｏｓｉｎｇ ａｆｔｅｒ ｔｒｉｐｐｉｎｇ ｄｕｅ ｔｏ ｇａｌｌｏｐｉｎｇ ｗａｓ ｌｏｗ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔａｇｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒ ５００ ｋＶ ｃｏｍｐａｃｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ，ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｇａｌｌｏｐｉｎｇ ｗｏｕｌｄ ｃａｕｓｅ ａ ｇｒｅａｔ ｉｍ－ ｐａｃｔ ｏｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ．Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈａｓｅ—ｔｏ—ｐｈａｓｅ ｓｐａｃｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ｗａｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｄｉｒｅｃｔ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｔｉ—ｇａｌｌｏｐｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｃｏｍｐａｃｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｇｅ，ｐｈａｓｅ—ｔｏ－ｐｈａｓｅ ｓｐａｃｅｒｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｂｙ ｈｉｎｇｅ ａｎｄ ｂａｌｌ ｓｏｃｋｅｔ，ａｎｄ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｆｉｔｔｉｎｇｓ ｗａｓ ｎｏｔ ａ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｐｒｏｄｕｃｔ ｗｉｔｈ ｓｍａｌｌ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｌｅｎｇｔｈ ｔｈａｔ ｗａｓ ｄｉｉｃｕｌｆｔ ｔｏ ｉｎｓｔａｌｌ ａｎｄ ａｄｊｕｓｔ．Ｔｈｕｓ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｆｉｔｔｉｎｇｓ ｗａｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｃａｕｓｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｈｅａｄ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｐｈａｓｅ—ｔｏ—ｐｈａｓｅ ｓｐａｃｅｒｓ ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｅｖｅｎ ｌｅａｄ ｔｏ ｂｒｅａｋａｇｅ．Ａｃｃｏｒｄ— ｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｂｒｅａｋａｇｅ，ａ ｆｏｕｒ—ｐｏｉｎｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｕｂ—ｓｐａｃｅｒ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｍａｔｃｈ ｗｉｔｈ ｐｈａｓｅ－ｔｏ—ｐｈａｓｅ ｓｐａｃｅｒ ａｆｔｅｒ ｓｔｕｄ— Ｙ ｏｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｉｔｆｔｉｎｇｓ ｏｎ ｓｅｖｅｒａｌ ５００ ｋＶ ｃｏｍｐａｃｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｖｅｒ－ ｉｌｉｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：５００ ｋＶ ｃｏｍｐａｃｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ，ｐｈａｓｅ—ｔｏ—ｐｈａｓｅ ｓｐａｃｅｒ，ａｎｔｉ—ｇａｌｌｏｐｉｎｇ，ｆｏｕｒ—ｐｏｉｎｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ａｄｊｕｓｔ— ａｂｉｌｉｔｙ，ｒｉｎｇ ｆｉｔｔｉｎｇｓ，ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｌｅａｓｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ０ 引言 ２００７年以来，因覆冰舞动造成华北电网９条 紧凑型线路跳闸２９次，其中相间故障２８次，大部 分线路往往多次强送不成功或短时复跳，多数线 路舞动故障时间在数小时甚至几十个小时，线路 时间停运，严重影响电网安全稳定运行。如２０１２ 年１１月３～４ Ｆｔ，山西北部普降历史罕见大雪， 冀北公司５００ ｋＶ源霸双回线路相继发生多次舞 动跳闸，多次试送失败，导致托克托电厂切机４ 台，出力由３ ４００ ＭＷ降至６００ ＭＷ，源霸一线故 障停运６８ ｈ，源霸二线故障停运８０ ｈ。 冀北公司严格按照《输电线路舞动治理工作 指导意见》要求，认真开展紧凑型线路防舞专项 试送不易成功，对于同一通道多回线路采用紧凑 型线路实施大功率输送的，易造成多通道同时长 ４２ 华北电力技术 ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ 治理，主要应用措施是加装相间间隔棒及配套金 具。截至目前，除昌门、门房一二线所处地形和 气象不易舞动未治理外，对其余１２条５００ ｋＶ紧 凑型线路易舞区域均完成防舞治理工作，累计安 装各类防舞器具２００余套，安装相间间隔棒７ ４００ 余支。但现阶段相间间隔棒采取绞链式＋球窝 联结，该种联结金具是非标产品，联结金具长度 调节范围小，安装和调整较为困难，且容易造成 相问问隔棒球头部位受到集中应力，引起相间间 隔棒球头断裂。 冀北公司所辖５００ ｋＶ源霸双回、沽太双回等 紧凑型线路覆冰舞动引起的２０余次跳闸故障中 ５次因相间间隔棒球头断裂，相间间隔棒失去防 舞动作用，导致线路发生覆冰舞动跳闸，造成停 运的严重故障。 １ 防舞间隔棒的技术理念及要求 导线相间间隔棒的设计就是采用了“防”的 技术理念。导线防舞动相间间隔棒通过间隔棒 和与其相连的支撑架与两相导线相联接。其作 用：一是通过相问间隔棒相连接的两相导线之间 的相互制约和牵连效应，联合防止导线舞动的发 生和发展；二是当抑制导线发生舞动失败后，通 过相间间隔棒有效控制两相导线之间的线间距 离，避免发生相问短路跳闸事故。因此对相间间 隔棒及其联结金具的主要要求是：线夹须有足够 的握力，且在长期运行中不允许松动，各部件整 体强度须能承受在导线发生舞动时所产生最大 拉、压、扭力值，且能禁受长时间反复受力的振动 疲劳。 ２相间间隔棒联接方式设计 通过对导线舞动现场实地观察和录像分析 发现，造成跳闸故障的主要原因为：在导线舞动 的情况下，相间间隔棒联结金具的支撑架部分因 受力超过其所能承受的机械强度发生断裂，相间 间隔棒单侧脱落，导线在舞动期间因相间距离不 足导致发生短路跳闸事故。跳闸时产生的短路 电流，对电网造成极大的冲击，严重影响系统的 安全稳定运行。 通过对导线发生舞动期间导线的运动、受力 分析，及对原挂网运行的相间间隔棒支撑架结构 分析，得出原有相间间隔棒联结金具支撑架结构 设计不合理是导致金具断裂的根本原因。经过 研究、求证，形成了相间间隔棒配套用４点连接 子导线间隔棒的设计方案，并将研究成果定型为 “ＦＪＪ６—３７５Ｔ／３００型４点连接防舞动问隔棒”，见 图１。研制的４点连接间隔棒采用了新型联结形 式，整套联结金具由连接座、支撑架拉板、支撑架 调整板、环形金具等构件组合而成，通过各部件 的组合链接，利用支撑架拉板、环形金具分别与 子导线间隔棒和相间间隔棒端部金具相联结，从 而实现对两相导线的牵连和间隔作用，见图２。 ５２８ ｊ 图１ ＦＪＪ６．３７５Ｔ／３００型联结金具连接图 图２ ＦＪＪ６—３７５Ｔ／３００型结构不意图 在新型相间间隔棒联结金具的设计中，采用 ４点连接和环形金具联结结构，在导线发生同期 和不同期扭摆运动时，联结金具各部件受力时， 通过各铰合链接点和环形金具的旋转角度，充分 释放作用于相间间隔棒及其联结金具上的扭力 和弯力，降低金具各部位的受力冲击，从而保障 相间间隔棒和联结金具在导线发生舞动时不发 生由于受到拉、压、扭曲力的作用而产生扭矩和 弯矩造成的损坏；其次通过选型优质材料以提高 联结金具各部件的机械强度，使其能够承受在导 线舞动时带来的最大扭力和弯力值，从而进一步 Ｎｏ．５ ２０１５ 华北电力技术 ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ４３ 避免因联结金具断裂、导线相间距离失控，而导 致的相间短路跳闸故障。 ３ ４点连接间隔棒的技术特点 （１）旋转角度大，释能效果好 由于新型导线防舞相间间隔棒环形联结金 具支架整体采用环形联结金具结构，见图１、２，所 以在导线发生舞动时，利用导线束在不同平面内 产生最大旋转角，通过联结金具各部件的环形联 结，从根本上释放导线对相间间隔棒和联结金具 所产生的扭曲力，从而不会对其产生扭矩和弯 矩，有效的保护相间间隔棒及联结金具在导线发 生舞动时不受损坏。 ４点连接式金具与相间间隔棒连接后，在垂 直于线路方向的平面内，其中任意一相装有相间 间隔棒的导线束对于另一相导线束的转角度数 最大可为±１５１。，其转角度数由环形连接金具 完成。 在垂直于线路方向和顺线路方向的平面内， 导线束的旋转及移动距离详见图３。在装有相间 间隔棒的两相导线束之间，任意一相导线束在相 对平面３６０。范围内对另一相导线束都有．４－２１。的 锥形旋转度数。 图３旋转不意图 （２）机械强度高 为了更有效地保障相间间隔棒的４点连接 式金具在导线发生舞动时不受损坏，４点连接式 金具的导线间隔捧支撑框架材料采用了１０１Ａ铝 合金，其抗拉强度可达２８６ Ｎ／ｍｍ ，是过去所用 材料的１．８倍。支撑架拉板、调整板和直角挂板 由Ｑ２３５Ａ优质碳素钢锻造而成，环形联结金具由 ＺＧ４５材料锻造而成。４点连接金具整体结构全 部选用强度高，延伸率和冲击韧性都很好的材料 制作而成。采用这些材料加工后，４点连接金具 整体可承受导线在发生舞动时所产生的最大拉、 压、扭力。 （３）可调节性能好 由于相间间隔棒在导线上安装位置的不同， 所以使每一点安装的相间间隔棒长度尺寸都存 在不同差异，这样给相间间隔棒长度的测量精 度、加工及在挂网运行后的备品备件储备上都带 来了诸多不便。为了充分的解决好这一问题，本 实用新型联结金具从结构设计上，在支撑架部分 增加了可调节长度的调整板，整体调节长度为 ６０ ｍｍ，分两个档，每档３０ ｍｍ。双相可调整长度 为１２０ ｍ１１＇／，共６档。从而解决了上述测量、加工 及备品备件问题。 （４）适用范围广 为了适用不同的运行环境条件，保证相间间 隔棒足够的相间干弧距离要求，以及满足更换现 已挂网运行但存在断裂可能的旧相间间隔棒联 结金具，将ＦＪＪ６—３７５Ｔ／３００型４点连接防舞动间 隔棒通过不同的结构组合进行了系列研发，目前 研发的４点连接新型联结金具能够满足在海拔 １ ０００ ｍ以下及１ ０００ ｍ～２ ０００ ｍ各类运行环境 新装相间间隔棒及更换旧的各类结构的相间间 隔棒支撑架时使用，其实物照片见图４、５。 图４实物照片一 ４点连接新型联结金具为全套组合结构，即 由支撑架拉板、支撑架调节板、直角挂板、环形连 接等部件组合而成，其最终结构高度为０．５２８ ｍ， 适用于各类运行环境新装相间间隔棒时使用。 Ｎｏ．５ ２０１５ 华北电力技术 ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ４５ 丑 ５ ５ ．｝一６６—一 图７调整板在Ａ—Ａ处的断面积 材料的允许应力，强度符合设计要求。 ６结论 线路舞动治理属于世界公认的难题，目前国 内对于舞动的研究有待进一步深化，在舞动机 理、仿真分析及试验研究方面仍需开展系统性的 研究工作，以指导输电线路的舞动治理。防治措 施仍待完善，目前紧凑型线路防舞装置效果最好 的是相间间隔棒，但在极端恶劣的冰风条件下， 最大程度地加密布置后仍然无法完全抑制舞动 的发生，因此需进一步研究效果更佳的防舞装 置，并应综合应对舞动、风摆及脱冰跳跃等多种 故障形式。 参考文献 ［１］李日兵，刑爽，周磊．高压输电线路导线覆冰舞动分析 及对策［Ｊ］．华中电力，２０１０，２３（２）：６－９． ［２］蒋兴良，周仿荣，王少华，等．输电导线覆冰舞动机理 及防治措施［Ｊ］．电力建设，２００８，２９（９）：１４．１８． ［３］马建国，金涛，谭章英，等．２２０ ｋＶ公笔线紧凑型线路 导线舞动事故分析及其防治对策［Ｊ］．电网技术，２００２，２６ （４）：８１＿８４． ［４］赵作利．输电线路导线舞动及其防治［Ｊ］．高电压技 术，２００４，３０（２）：５７－５８． ［５］姚文军，刘春田，张海军，等．５００ ｋＶ紧凑型线路Ｖ型 绝缘子串球头脱落的预防措施［Ｊ］．电力建设，２００６，２７ （７）：８—１０． ［６］黄经亚．架空送电线路导线舞动的分析研究［Ｊ］．中国 电力，１９９５，２８（２）：２１—２６． ［７］杨靖波，李正，扬风利，等．２００８年电网冰灾覆冰及倒 塔特征分析［Ｊ］．电网与水利发电进展，２００８，２４（４）：４—８． ［８］赵永生，王富荣，赵德奎，等．电网覆冰事故分析及应 对措施［Ｊ］．电工技术，２００９（４）：２４—２６． ［９］杨振国．高压输电线路舞动及防治措施［Ｊ］．吉林电 力，２００８，３６（５）：１７—１９． ［１Ｏ］熊先仁，沈亚红，杨燕．输电线路防覆冰事故的技术 措施——综合治理［Ｊ］．江西电力职业技术学院学报， ２００８，２１（２）：１—３． 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