国网河北电力经研院专家发布粘连导线振荡的研究新成果

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为分析粘连导线的振荡特性，国网河北省电力有限公司经济技术研究院的科研人员许智清、李楚，在2021年第7期《电气技术》上撰文，提出气动力和电磁力耦合作用下的粘连导线振荡体系。分析结果表明，初始间距和风速的交互作用对粘连振荡的影响非常显著，气动力和电磁力的耦合作用是引起粘连导线振荡的主要原因；气动力和电磁力越大时，振荡体系获得的初始能量越大，粘连导线振幅越大。

大档距的垂直排列双分裂导线在气动力和电磁力的耦合作用下极易发生粘连振荡现象，导线粘连振荡会降低线路安全运行的稳定性。

图1 分裂导线粘连振荡机理

为探究粘连导线振荡原因并分析粘连振荡特性，有学者给出气动力作用下双分裂导线的位移时程曲线和振荡轨迹；有学者模拟了电磁力作用下双分裂导线粘连过程，总结了导线粘连规律；有学者分析了电磁力对双分裂导线振荡的影响。有学者模拟了双分裂导线的振荡过程，总结了气动参数或电磁力单元的位移变化规律，分析了气动力或电磁力对粘连振荡的影响。

但以上研究均未综合考虑气动力和电磁力的耦合作用对粘连振荡的影响，也未对仿真结果进行数值分析。

为填补以上研究的空白，国网河北省电力有限公司经济技术研究院的科研人员提出气动力和电磁力耦合作用下的粘连导线振荡数学模型，利用COMSOL软件模拟双分裂导线所受电磁力；以风速、档距、初始间距为振荡影响因素，基于Runge- Kutta数值计算法，针对以上三种振荡影响因素的组合工况进行求解；基于方差分析法和响应面分析法，针对求解结果进行数值分析。

图2 风速与档距交互作用响应面

图3 风速与初始间距交互作用响应面

图4 档距与初始间距交互作用响应面

研究人员最后认为：

1）三种振荡影响因素对粘连导线振荡影响的强弱程度依次为：初始间距、档距、风速，且初始间距越大，振荡前获得的能量越大、振幅越大。

2）风速与初始间距的交互作用对粘连导线振荡的影响极显著，说明粘连导线振荡是在气动力和电磁力的耦合作用下发生的，研究分裂导线粘连振荡或舞动时，电磁力的影响不可忽略。

3）在线路运检时，利用振荡影响因素对各档导线是否会发生粘连振荡做出预测，可提升运行检修效率；在线路设计时，针对大档距、大分裂间距的导线要加装间隔棒和防振锤。

本文编自2021年第7期《电气技术》，论文标题为“气动力和电磁力耦合作用下的双分裂导线粘连振荡特性分析”，作者为许智清、李楚。