架空線路振動原因與防振措施的探討

標簽：架空線 振動 防振

架空線路常年受到風、冰、低溫等氣象條件的影響和電壓、電流的作用，除使架空線和桿塔產生垂直于線路方向的水平荷載外，還會引起架空線路振動。架空線路的振動按頻率和振幅可分為微風振動(簡稱風振動)和舞動，采用分裂導線的線路，振動的形式為次檔距振動。風振動的時間常年達30%～50%左右，使架空線在懸掛點處和針式絕緣子導線固定處，反復被拗折引起材料疲勞，最后導致導線斷股、斷線事故。舞動容易引起導線相互碰撞或相互纏繞，造成相間短路開關跳閘或燒傷導線的事故。次檔距振動將使每相分裂導線間互相鞭擊，因而損傷導線和間隔棒，甚至損壞金具而使導線落地。為了保證電網安全運行，需要對導線振動原因進行研究并采取防振技術措施。以史為鑒，可以知興亡，筆者在實際工作中，曾多次經歷過因導線振動造成的事故，并參加過事故處理，深知導線振動的危害，因此對導線振動原因和防振措施進行淺略探討。

1風振動

影響架空線風振動的主要因素有：風速、風向、檔距、導線懸點高度，導線直徑、路徑地形、地物以及導線應力等。但均勻的微風和風向對導線的角度是引起風振動的基本因素。

1.1導線風振動的原因和特性

當均勻穩定的微風吹過架空線，風向與線路成45°～90°角時，就會在導線背風面產生上下交替變化的氣流旋渦，如圖1a所示，從而使架空線受到上下交變的脈沖力，當風脈沖力的頻率：

和架空線的固有自振頻率：

(HZ)二者相等時，即fF=fD時，架空線在垂直面內便產生諧振即產生穩定振動波，在架空線內部產生交變應力并和架空線緊線應力相疊加，使架空線的應力增加。

上式中：V——風速，每秒取下限Vmin=0.5m/S，每秒取上限Vmax=4m/S;

d——架空導線直徑，(mm);

λ——振動的波長，(m);

σ——檔距內架空線的應力，N/mm2;

g1——架空線自重比載，N/m,mm2;

S——秒

1.2架空線風振動波特性：

1.2.1波峰和振幅：架空線振動時，導線離開原位置最高點的垂直距離A0叫波峰。兩個波峰之間的垂直距離A=2A0(m)，稱為波幅

在運行的架空線上，實際振動角經測試一般在30'-50'之間。當振動特別強烈，振動角φ接近1°時，這樣大的振動角，不需要很長時間就會使導線斷股，故許多國家規定：架空線緊線后立即固定安裝防振器具，決不能拖過夜間。線路設計中一般情況下要求最大振動角，一般要求φmax不大于10'，大跨越處不宜大于5'。這是防振設計應達到的標準。

1.3防止風振動的技術措施

根據理論計標和運行經驗，當風作用在架空線上時，無論任何波長或頻率，都是在架空線線夾出口處，或在針式絕緣子導線固定處振動最嚴重。這主要是架空線線夾出口處和瓷瓶導線固定處始終是一個波節“死點”，而振動波不易通過“死點”而傳至相鄰檔距內，使振動的大多數能量均集中在架空線“死點”處被吸收和消耗。因此強烈的折射和反折射使“死點”的架空線最容易疲勞而損壞，造成斷股或斷線事故。

目前，國內外為防止或減輕架空線振動所采取的消能防振措施，大體有兩種：一種是超高壓送電線路，采用防振線夾和間隔棒等辦法;另一種是在架空線上裝設防振設施，如護線條、阻尼線、防振錘等，用來吸收振動能量，以達到防止或減輕架空線振動的效果，防振設施有：

1.3.1護線條：護線條均為單質金屬制作，均采用與導線規格配套的預絞式鋁合金等徑護線條，使用時在懸垂線夾處的導線上均勻的纏繞即可。設計技術規程規定：對鋼芯鋁絞線單獨用護線條作為防振保護時，年平均運行應力不得超過應力的22%。故在重要線路上，常常采用護線條和防振錘聯合使用方式。對于35kV線路導線防振，采用-1×10mm的鋁包帶代替護線條，并和防振錘聯合使用。10kV配電線路，導線在絕緣子或線夾固定處纏繞鋁包帶，纏繞長度超出接觸部分30mm作為防振護線，水平檔距只有超過120m或大跨越桿塔應和防振錘聯合使用。