有了这项技术，大跨越线路“稳”了！

11月18日，由国网浙江电力研发的自阻尼导线在浙江宁波220千伏协丰大跨越线路工程中成功应用并通过测试。中国电科院技术查新结果表明，这是世界首个应用自阻尼导线的大跨越线路工程。

大跨越线路最怕“微风”

提到电力大跨越线路，大家脑海中就会浮现这样的场景：高耸入云的铁塔之间，一条条银线，跨过江河，越过湖海。

大跨越工程铁塔高，线路档距大。大家可能认为，容易对大跨越工程产生威胁的，一定是像台风这样的超级“杠精”。

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由于台风影响，乐清市柳市镇胡家垟路段电力线路发生倒杆，国网乐清市供电公司柳市供电所红船共产党员服务队奔赴现场 | 倪建武 摄

殊不知大跨越线路最怕的是微风。给导线一点小风，就能get到它的“笑点”，产生高频微幅振动，也就是所谓的微风振动现象，这会造成线路导地线磨损断线，严重的还会造成杆塔螺栓松动和金具破坏事故。

▎微风振动测试导线晃动

不仅如此，由于大跨越线路较多位于大江大河等特殊地段，一旦发生故障将影响航运，而且想要修复线路特别困难。

微风振动问题解决难“两全”

为什么大跨越线路容易产生微风振动损伤呢？

一方面，大跨越线路架线高，其周围气流比低处均匀，背风侧形成的“卡门涡街”会引起交变作用力，以一定频率“拍动”导线，会使导线产生持续稳定的微风振动。

另一方面，大跨越导线应力大，吸收功率大，吸收外部振动的能力强，自身阻尼低（阻尼是指摇荡系统或振动系统受到阻滞使能量随时间而耗散的物理现象），微风振动较一般线路更强烈。

而且，由于大跨越导线系统的振动基频非常低，接近于自然界微风振动的频率区间，很容易引发长期共振，防振难度大。

目前，解决大跨越线路防振问题主要有两个办法：一是降低导线的平均运行张力以提高导线防振性能，另一个就是通过加装防振装置消减振动能量。

▎当架空线路档距大于120米时，一般采用防振锤防振

导线平均运行张力的降低将显著增加导线弧垂，为保证导线与水面航道的安全距离，输电杆塔就要造得更高，工程投资和建设难度相应也会更大。

▎舟山500千伏联网输变电工程中跨海输电塔高380米，可以看到两基塔之间的导线弧垂非常大

工程上通常采用加装防振装置的方法，应用阻尼线与防振锤联合防振，但由于大跨越微风振动的非线性问题，阻尼线防振方案设计难以理论计算，需要通过实验反复验证、反复修改，且张力超过一定限值后防振难度急剧增大，难以完全满足防振要求。

那如何更好地解决大跨越线路的微风振动问题呢？

国网浙江经研院、中国电科院以及华云设计的技术专家团队经过为期两年的技术研究和方案设计，提出了用改变导线内部结构的方式来提升防振性能的全新思路，也就是“自阻尼导线”技术。

所谓自阻尼，是指导线在振动时通过股间摩擦和材料结构变形的作用消耗振动能量的能力。相同条件下，导线自阻尼性能越好，则微风振动强度越低。

▎常规导线与大跨越工程自阻尼导线断面结构示意图

常规的导线一般由内层钢芯和外层铝线紧密绞制而成，内外层之间紧密贴合无法移动，自阻尼性能相对较差。而技术团队研发的新型钢芯铝绞线，通过在钢芯外层增加一层型线绞线，在钢芯和外层铝线之间形成一个间隙，其间填充防腐油，从而可以让内外层绞线之间有一定的活动空间。

从而可以利用钢芯和铝合金线层之间的“内耗”大幅消耗振动能量，大大提高了导线的阻尼性能，这就好比在整根导线上都安装了一组分布式防振装置！

不仅如此，有了这项新技术，大跨越线路导线的平均运行张力可大幅提升，从而减少导线弧垂。导线弧垂小了，塔高就可以降低，塔材的减少，也可有效降低工程投资造价。可谓是一举两得！

世界首条应用自阻尼导线的大跨越线路

理论说得再好，关键还得看实践中表现究竟如何。

这项新技术的首次应用是在宁波220千伏协丰大跨越工程。

协丰大跨越位于宁波北仑-大榭通航区域，沿线工厂及码头密布，路径方案选择十分困难，塔高控制、大榭220千伏第一通道平行控制、线路安全施工技术方案要求极高。

▎工程导线近照

为此，项目设计和施工团队利用三维设计技术结合导线自阻尼优势进行了多方案比选，提前模拟论证施工阶段架线方案，组织编制了自阻尼导线架线施工作业指导书，提出了导线钢芯预拉、锚线、紧线等关键环节的配套措施，最终成功指导了新型导线的架设，为后续工程自阻尼导线的应用提供了依据。

▎项目研究及设计

让我们来看看“自阻尼”的实战性能。

导线的年平均运行张力水平由常规情况下的20%RTS提高至24.5%RTS，也就是将一根导线张紧的“拉力”增加了2.38吨！

凭借着增加“拉力”，协丰大跨越段942米档距下高温弧垂仅为34.1米，较常规大跨越导线减小10%。

“晾衣服”的线拉紧了，“晾衣架”高度随之降低。协丰跨越塔塔高由121米压减至115米，两侧锚塔相应减少3-7米，合计减少塔材62吨，降低跨越段整体建设投资约2%。

大跨越防振效果提升显著。现场同步测振结果表明，统计概率在99%以上的导线振动强度均不超过40微应变，远低于相关标准120微应变的允许值，导线微风振动的强度水平远低于其他类似规模大跨域线路工程。

随着电网的不断发展和延伸，大跨越线路工程正逐渐朝着更高压和更大跨的方向快速发展。有了这项“稳”住大跨越线路的新技术，不管平川丘壑，还是山河湖海，我们的电将横跨千里，风里雨里，使命必达！

END

国网浙江经研院 | 陈科技 徐辰婧

中国电科院 | 刘胜春

华云设计 | 章李刚 吕鸣

王晓 邓通

陈邓勤 朱霁丹