原标题：输电线路舞动灾害频繁，输电塔线覆冰怎么在线监测？

输电塔线体系具有高耸、柔性特质，其覆冰荷载作用下的几何非线性特性不容忽视。在覆冰等恶劣条件下，大悬臂横担引起的几何非线性大变形，以及导线的脱冰、断线等引起的导线跳跃和对输电塔的冲击作用将对输电塔线体系安全稳定运行构成严重威胁，严重时将导致倒塔断线事故发生，进而导致电力系统瘫痪。

输电线路覆冰舞动是导线因受力不平衡而产生的一种振动现象，多数发生在冬季，在不对称覆冰及风力的作用下导线易引发输电线路低频(频率在0.1～3Hz)、高幅(振幅达5～300 倍导线直径)振动现象，特点表现为随机性与强非线性，形成过程受风荷载、导线覆冰、线路结构及参数等因素影响。在导线舞动时伴随较大惯性和能量，会造成倒塔、断线、相间闪络及跳闸等严重后果，引发大面积停电，影响电力系统正常运行，不仅给国民经济造成巨大损失，而且会产生不良社会影响。

▲ 输电线路覆冰舞动导致的破坏示意图

我国是世界上发生输电线路舞动灾害最频繁的国家之一，并且很早就开始对导线覆冰舞动情况进行观察记录。根据国家电网公司输电线路覆冰舞动资料记载，在1980～2010 年，全国共有1299 条输电线路因线路覆冰舞动发生故障，发生故障区域北起吉林，南到湖南，但在天津、上海、福建、西藏和黑龙江等几个区域内未曾发现输电线路覆冰舞动故障。特别是在2008 年，我国南方电网公司众多输电线路出现大范围覆冰情况，导致输电线路覆冰舞动灾害频频发生。同时从河南省电力试验研究所的统计资料中得出，从2009 年末到2010 年年初，在不满4 个月时间里，冰冻雨雪灾害性天气的不断出现，致使河南省输电线路发生3 起大范围覆冰舞动事故。这3 起大范围输电线路覆冰舞动事故不但影响许多电力设备的正常运行，而且严重破坏了15 条500kV 线路的铁塔、导线、地线及引流线，造成了多年来的罕见危害。下表统计了2008 年冰灾输电塔线事故情况。

表 2008 年冰灾输电塔线事故情况

我国输电线路多、海拔高、跨越大且距离远，输电线路走廊内气象条件复杂多变，导线舞动事故也频繁出现，事故发生原因包括导线舞动幅值过大、现有监测系统无法对导线舞动轨迹实时准确地还原等，在计算导线舞动响应时，若明确导线覆冰舞动状态下气动力横扭耦合效应，考虑初始凝冰角、导线横扭耦合运动相对速度来建立动力学模型并求解，就会得出精确的导线各方向舞动幅值，可提高舞动响应计算的正确性。在对导线舞动轨迹进行在线监测时，若提高监测装置实时性，既能监测导线横向舞动，又能监测导线扭转舞动，并基于理论计算、有限元模拟及在线监测数据的分析，就会准确地实现导线舞动轨迹的空间还原。

《 输电塔线覆冰动态响应在线监测及健康评价》（祝贺，程艳秋著.北京：科学出版社，2019.11）一书系统地介绍输电塔线覆冰动态响应在线监测及健康评价技术。

本书 突出创新点如下：

▶ 本书通过输电线路导线舞动轨迹数学表达及规律分析，建立导线舞动单自由度分析模型和三自由度分析模型，并编写对应的MATLAB 分析程序；通过对导线舞动模拟方法进行研究，建立导线舞动位移与导线张力的计算模型，并编写相应的MATLAB 程序。

▶ 本书基于舞动监测数据的导线舞动轨迹重现方法的相关研究，提出导线舞动轨迹重现的动态差值方法，并编写相应的MATLAB 程序。

▶ 本书完成导线舞动轨迹标准模型参数拟合的导线舞动轨迹重现方法的研究，编写对应的MATLAB 程序，并进行方法对比验证。

▶ 本书开发输电塔静动力分析算法，并编写相应的MATLAB 程序；开发考虑几何非线性的输电导线分析程序，并编写相应的MATLAB 程序；同时完成输电线路覆冰荷载健康评价方法及具体算法的研究。

▶ 本书编写覆冰及舞动作用下杆塔体系健康评价程序，并嵌入输电塔线监测系统软件平台中，实现覆冰及舞动作用下杆塔体系健康评价。

本书内容理论性和工程应用性较强，依据我国现行的新标准、新规范，结合吉林省输电工程安全与新技术实验室近年来的科研成果，并结合作者多年教学、科研工作经验，融合实际工程需求，注重理论联系实际，力求用简洁的数学物理方法求解实际工程问题，尽量避开复杂的公式推导和数据分析。本书在编撰过程中得到了中国南方电网公司-东北电力大学共建联合实验室的大力支持，谨在此对实验室工作人员表示衷心的感谢。

祝 贺 程艳秋

2019 年6 月于东北电力大学

本文摘编自《输电塔线覆冰动态响应在线监测及健康评价》（祝贺，程艳秋著.北京：科学出版社，2019.11）一书“前言”“第1章 绪论”，有删减，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-063144-2

责任编辑：吴凡洁 李 娜

本书系统地介绍输电塔线覆冰动态响应在线监测及健康评价技术。全书共6 章，主要内容包括输电线路导线舞动原理及危害分析、覆冰状态下输电塔线体系有限元建模及舞动特性分析、覆冰状态下输电线路舞动曲线重建、覆冰状态下输电塔健康评价具体算法、输电塔线覆冰动态响应在线监测及健康评价。重点阐述覆冰环境下输电线路运行中的关键理论问题，并配以工程实例。本书可作为输电工程方向研究生的理论参考书，也可供电气工程相关专业技术人员参考。

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