國網河北電力經研院專家釋出粘連導線振盪的研究新成果

為分析粘連導線的振盪特性，國網河北省電力有限公司經濟技術研究院的科研人員許智清、李楚，在2021年第7期《電氣技術》上撰文，提出氣動力和電磁力耦合作用下的粘連導線振盪體系。分析結果表明，初始間距和風速的互動作用對粘連振盪的影響非常顯著，氣動力和電磁力的耦合作用是引起粘連導線振盪的主要原因；氣動力和電磁力越大時，振盪體系獲得的初始能量越大，粘連導線振幅越大。

大檔距的垂直排列雙分裂導線在氣動力和電磁力的耦合作用下極易發生粘連振盪現象，導線粘連振盪會降低線路安全執行的穩定性。

圖1 分裂導線粘連振盪機理

為探究粘連導線振盪原因並分析粘連振盪特性，有學者給出氣動力作用下雙分裂導線的位移時程曲線和振盪軌跡；有學者模擬了電磁力作用下雙分裂導線粘連過程，總結了導線粘連規律；有學者分析了電磁力對雙分裂導線振盪的影響。有學者模擬了雙分裂導線的振盪過程，總結了氣動引數或電磁力單元的位移變化規律，分析了氣動力或電磁力對粘連振盪的影響。

但以上研究均未綜合考慮氣動力和電磁力的耦合作用對粘連振盪的影響，也未對模擬結果進行數值分析。

為填補以上研究的空白，國網河北省電力有限公司經濟技術研究院的科研人員提出氣動力和電磁力耦合作用下的粘連導線振盪數學模型，利用COMSOL軟體模擬雙分裂導線所受電磁力；以風速、檔距、初始間距為振盪影響因素，基於Runge- Kutta數值計算法，針對以上三種振盪影響因素的組合工況進行求解；基於方差分析法和響應面分析法，針對求解結果進行數值分析。

圖2 風速與檔距互動作用響應面

圖3 風速與初始間距互動作用響應面

圖4 檔距與初始間距互動作用響應面

研究人員最後認為：

1）三種振盪影響因素對粘連導線振盪影響的強弱程度依次為：初始間距、檔距、風速，且初始間距越大，振盪前獲得的能量越大、振幅越大。

2）風速與初始間距的互動作用對粘連導線振盪的影響極顯著，說明粘連導線振盪是在氣動力和電磁力的耦合作用下發生的，研究分裂導線粘連振盪或舞動時，電磁力的影響不可忽略。

3）線上路運檢時，利用振盪影響因素對各檔導線是否會發生粘連振盪做出預測，可提升執行檢修效率；線上路設計時，針對大檔距、大分裂間距的導線要加裝間隔棒和防振錘。

本文編自2021年第7期《電氣技術》，論文標題為“氣動力和電磁力耦合作用下的雙分裂導線粘連振盪特性分析”，作者為許智清、李楚。