扰流防舞器

扰流防舞器是一种采用金属(较少采用)或塑料制成的预制干扰线，缠绕在导线上，使得导线与扰流线合成体的各个截面形状彼此不同，导线改变导线气动特性，达到抑制舞动的效果。这种防舞装置质量轻、易于安装，对导线的负面影响也很小，在覆冰较薄时，防舞效果较好。扰流防舞器的主要设计要素包括扰流线材、扰流线尺寸及扰流线覆盖长度。扰流线的直径直接关系到其扰流效果，是最主要的参数之一，一般应取为导线直径的75%以上。设扰流线的覆盖率为R=L/l，一般当R=0.25时，防舞效果较好。

简介输电线路舞动防治技术基于导线舞动特点及舞动激发机理，总体防舞技术路线为“避、抗、防”。从气象条件考虑，避开易形成舞动的覆冰区域与线路走向，即所谓“避”；从机械与电气的角度出发，提高线路系统抵抗舞动的能力即所谓“抗”;从改变与调整导线系统的参数出发，采用各种防舞装置与措施，抑制舞动的发生，即所谓“防”防舞技术中，“避”和“抗”受多种因素的制约(尤其是造价)，实际操作起来难度很大，一般防舞设计中较少采用。相对于“避”和“抗”，“防”的造价较低，也容易实现。防舞技术可以在线路规划设计阶段实施，也可以在线路建成后运行阶段实施，后者一般都是在预判线路可能发生舞动，或在线路已发生舞动后加装有效的防舞装置。

导线舞动的主要影响因素输电线路舞动的发生通常取决于导线不均匀覆冰、风激励和线路结构参数三方面的要素。导线不均匀覆冰和风激励是舞动激发的外因，不均匀覆冰使得导线截面特性发生变化，使其空气动力特性发生改变，不均匀覆冰多发生在风作用下的雨淞、霜淞、湿雪等气候条件，常见的偏心覆冰形状包括新月型、翼型、扇型和D型等，易舞的覆冰厚度范围为2～15mm，舞动发生的气温条件通常为-5～2℃。风激励是导线舞动的能量来源，易舞的风速范围为4～25m/s，风向与线路走向的夹角为45°～90°。线路结构参数是舞动激发的内因，这些参数包括导线的类型(分裂导线或单导线)、张力、弧垂、档距以及导线的特性与参数等。

舞动的发生机理自20世纪20年代末在美国首先发现导线舞动现象以来，提出了多种舞动发生机理，但都不完善。其中主要的有 Den Hartog垂直激发机理、扭转自激机理、偏心覆冰惯性耦合激发机理和动力失稳起舞机理四种。

扰流防舞器组成与工作原理覆冰导线舞动的根本起因是由于导线覆冰后形成了非圆断面，从而使升力曲线具有负斜率的缘故，如能消除覆冰就能从根本上消除舞动。扰流防舞器是一种由具有刚性、耐腐蚀性和热塑性的非金属或金属材料预绞成型的防舞装置。扰流防舞器的基本原理是在导线上缠绕 由 金属或塑料制成的螺旋线状物体以改变各处覆冰导线的断面，这样导线在覆冰后由于其各段 断面相互不同，因此所引起的空气动力效应就会相互干扰与制约，从而破坏了起舞的条件。导线缠上扰流防舞器后，其升力系数明显减小，升力系数曲线变化也趋于平稳其阻力系数明显增大，并约为一恒定值，阻力系数的增大能使导线在运动过程中消耗更多的能量，有利于抑制输电导线舞动的发生1。

扰流防舞器的主要影响参数1.扰流线的材料选择

理论上扰流线材料的选择可以根据式中定义的矩阵作为参考标准，并借助最优化计算来确定最优的材料密度，但导线的实际工况和舞动的随机性往往十分复杂，因而材料确定大多依靠经验和实际工作特点确定。一般来说，可以选取塑料或适宜的金属外加绝缘材质来制作扰流线。根据郭应龙等人的研究，选用聚氯乙烯做扰流线，具有价格低廉、易于加工的优点。但由于与导线的线膨胀系数不同，冬季安装的扰流线在夏季会变得松垂，不再紧贴导线表面：反之，如果在夏季安装，到了冬季则可能造成扰流线受拉。这种情况在设计与选择材料时是应当考虑的。采用铝质扰流线，可以消除上述问题，但工艺较为困难，需要专用设备，而且握固段的紧固也更困难一些。因此，扰流线的材料选取还需要作进一步探讨和研究，就目前情况而言，选用的聚氯乙烯来加工比较适宜。

2. 扰流线的直径dr

扰流线的直径决定了加载后覆冰截面的特性，直接影响扰流效果。因此直径的选择十分关键。首先，如果扰流线直径超过导线直径，则导线便成为相对小直径，本末倒置，断面的变化效果将由导线直径所限制，扰流效果将失去意义。所以超过导线直径的dr数值讨论是不可取的。可见，dr的最大值又不能超过导线直径d，然而如果dr太小，遇到过厚的覆冰，则可能将扰流线完全淹没，使导线与普通导线无异，同样起不到扰流的作用。因此选取一个合适的dr尤为关键，它不仅直接关系到扰流效果的大小，也会影响扰流线的重量及其制造成本2。

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徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学