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输电线路的防震措施

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输电线路的防震措施_第1页
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高压架空线路档距超过一定距离,当导线受到1-3级风作用时,会发生微风振动,此时导线悬挂点(线夹出口)处工作条件最为不利,容易发生磨损、疲劳 损坏为防止上述情况发生,架空线路需采取防振措施,今天来谈谈常用防振措 施,及其技术要求风振动特点与常用防振手段1.1振动特点① 振动概率大由于较小风速即可引起微风振动,如果不采取防振措施,大部分线路均有较 长时间处于微风振动状态② 振幅小、频率高一般微风振动幅值不超过10mm[输电线路导线的振动和防振,王藏柱],频 率位于数HZ至100HZ之间,对于架空导地线而言,小振幅振动下会产生微动 磨损,如果外界雨水腐蚀性较强,微动磨损后将导致钢芯的快速锈蚀、机械强度 下降③ 受地形、档距、架设高度、架设张力影响明显开阔地容易产生微风振动,档距越大,越容易发生微风振动对于高电压等 级线路,架设高度较高,此时导地线平面的气流受地面地线影响较小,更容易出 现微风振动;架设张力越大,振动对导地线损伤越严重④ 导线振动波形为正弦波导线振动波沿导线呈“驻波”分布,波形为正弦波,如图1[_架空输电线路 防振问题探讨,李恒宇]导地线沿线波腹位置振幅最大1.2防振手段常用防振手段包括安装防震锤、阻尼线,或者防震锤与阻尼线结合使用。

高 频振动主要由阻尼线防振,低频振动主要由防振锤防振普通档距导线由于档距 小和导线悬挂点较低,一般采用防振锤防振振动时,导线带动防振锤一起振动, 导线的振动能量被防振锤吸收,从而起到对导线的保护作用[输电线路导线的振 动和防振]防震锤材质要求依照《DL/T 1099-2009防振锤技术条件和试验方 法》执行大跨越由于振动时间长,要求将振幅限制在更低水平,振幅不超过普通档位 的50%,一般采用阻尼线与防震锤相结合的手段,此外部分风振条件特别恶劣, 防震锤无法满足要求的区域,需采用阻尼线加防震锤方式实现风振抑制2,防振锤2.1防震锤的种类及安装方式① 司托克防振锤司托克防振锤的两端圆筒形重锤质量相等,具有2个固有谐振频率,通过线 夹夹板安装于导线,安装位置应缠绕铝包带② 4R防振锤(FR防振锤)两端锤头的重量不等,至线夹的距离也不相等这样就获得了 4个谐振频率③ 双扭防振锤(狗头防振锤)锤头制成偏心茄子形状,相互对着安装夹两端的钢绞线上锤头与线夹 成60°而产生预扭矩该种防振锤具有较多的共振频率和较宽的频带④ 海马防振锤(防滑防振锤)海马防振锤主要指安装上采用预绞丝方式防滑,锤头本身与其他类型防震锤一致。

将防震锤通过预绞丝与导线固定,从而防止防震锤松脱、滑动2.2防震锤安装数量① 单导线的防震锤数量国内一般按下表确定防震锤安装数量[电力工程高压送电线路设计手册(第 二版)]:② 分裂导线二分裂导线采用垂直排列时没有间隔棒,此时其防震锤安装数量与单导线一 致装设间隔棒的分裂导线,由于间隔棒的阻尼作用,线路振动减弱,对防振要 求比单导线宽松对于四分裂导线,开阔地形一般600吗以上开始装设防震锤, 600-800米档距每根子导线装设2个防震锤,800-1000米档距每根子导线装设 4个,大于1000米时每根子导线装设6个[电力工程高压送电线路设计手册(第 二版)]2.3防震锤安装距离由于导线振动时波长是随风和应力的大小而变化的在振动的风速范围内, 波长在最大值和最小值之间来回变化因此,防振锤安装时应该照顾对最大半波 长和最小半波长都能起到一定防振作用,而且对其它半波长也有起到较好的防振 作用为了兼顾对最大波长、最小波长振动的抑制效果,通常做法是使防震锤安 装位置处的最大、最小波长均有一定的振幅,从而利于振动能量的消耗,一般使 防震锤安装位置bl处的最大、最小波长振动的相角相等,也即下图中sin(0M)=sin(0m),此时0M = 180°-0mo上述思路是假定不同波长振动几率相等为基础,然而实际上振动危险频率位 于低频、长波段,因此b1取的稍大较好,根据《电力工程高压送电线路设计手 册(第二版)》,其中d为导线直径,vM为振动风速上限,m为单位长度导线质量,Tav为 导线平均张力。

当有多个防震锤时,如果危险风振频率较高,可采用等距安装,也即 b1=b2 = b3对于风振环境更为恶劣的线路,应采用不等距安装方式装设多个防震锤,以 防止高频振动下第1个防振锤位于波节处而失去效果第2个防振锤安装距离 b2为第1个防振锤安装距离b1的0.4-0.6倍,重锤重量亦减轻1.7倍[电力工 程高压送电线路设计手册(第二版)]3、阻尼线3.1阻尼线防振原理阻尼线一般用于被防护导线相同的导线形成〃花边”装悬挂在一档两侧导线, 可以获得较宽的频率特性,适用于大跨越档内导、地线的防振阻尼线与导线连 接的位置相当于有防震锤,多个连接点相当于有多个防震锤联动作用,实现对振 动的抑制单用阻尼线时容易在外侧末端引发断股,一般采用阻尼线和防振锤配 合使用的方式,部分设计将防振锤安装在阻尼线花边内,使防振方案对于低频和 高频均有良好的防振效果3.2阻尼线的选择成都海力高①临近悬挂点第一个阻尼线结点位置仿照防震锤安装距离,去最小半波长的0.5-0.9倍也可按低频最危险振动 风速下的波腹1/4处计算②阻尼线花边弧垂阻尼线花边弧垂对消振影响不大,一般取花边长度的1/6-1/10[电力工程高 压送电线路设计手册(第二版)]。

上述是根据经验所做的初步设计,对于大跨越而言往往还需要通过试验对阻 尼线的效果进行验证,进而修改设计参数当线路采取阻尼线或者阻尼线加防震锤的方式进行防振,一般需要通过防振 试验确定阻尼线的花边数量、花边长度等参数防振试验的原理是通过试验台控制振动频率,通过监测端部固定位置(如线 夹出口 89mm)处的振动幅值确定导线应变是否超出要求普通导线要求应变 不超出100版,对于大跨越要求导线应变不超出50版通过初设选定若干防振方案,如不同的阻尼线型式及配合不同的防震锤数量, 通过防振试验确定最优方案以文献[梅江大跨越的防振设计]为例,不同型式阻 尼线-防震锤配置下的防振效果如图95、小结① 大档距、高架设、高应力线路容易发生微风振动② 微风振动幅值超标容易造成线夹出口导地线磨损、断线③ 防振锤、阻尼线加防震锤是抑制微风振动的主要手段,阻尼线加防震锤防^5^ 土 力 *成都海力高 振覆盖频率更宽,适用于大跨越,单一防振锤适用于普通线路④ 导线振动波沿导线呈〃驻波”分布,防震锤位于波腹时对振动抑制效果最 佳,由于实际振动频率分布于一定范围,因此防振锤安装位置应兼顾不同频率振 动的抑制效果⑤ 大跨越防振设计需要通过振动试验予以验证。

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