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架空线路振动原因与防振措施的探讨(1)

北极星电力网技术频道    作者:刘新民,董振祥   2012/6/11 10:45:29   

  所属频道:  火力发电    关键词:  架空线路 风振动 防振措施

架空线路常年受到风、冰、低温等气象条件的影响和电压、电流的作用,除使架空线和杆塔产生垂直于线路方向的水平荷载外,还会引起架空线路振动。架空线路的振动按频率和振幅可分为微风振动(简称风振动)和舞动,采用分裂导线的线路,振动的形式为次档距振动。风振动的时间常年达30%~50% 左右,使架空线在悬挂点处和针式绝缘子导线固定处,反复被拗折引起材料疲劳,最后导致导线断股、断线事故。舞动容易引起导线相互碰撞或相互缠绕,造成相间短路开关跳闸或烧伤导线的事故。次档距振动将使每相分裂导线间互相鞭击,因而损伤导线和间隔棒,甚至损坏金具而使导线落地。为了保证电网安全运行,需要对导线振动原因进行研究并采取防振技术措施。以史为鉴,可以知兴亡,笔者在实际工作中,曾多次经历过因导线振动造成的事故,并参加过事故处理,深知导线振动的危害,因此对导线振动原因和防振措施进行浅略探讨。

1风振动

影响架空线风振动的主要因素有:风速、风向、档距、导线悬点高度,导线直径、路径地形、地物以及导线应力等。但均匀的微风和风向对导线的角度是引起风振动的基本因素。

1.1导线风振动的原因和特性

当均匀稳定的微风吹过架空线,风向与线路成45°~90°角时,就会在导线背风面产生上下交替变化的气流旋涡,如图1a所示,从而使架空线受到上下交变的脉冲力,当风脉冲力的频率:

(HZ)二者相等时,即fF=fD时,架空线在垂直面内便产生谐振即产生稳定振动波,在架空线内部产生交变应力并和架空线紧线应力相叠加,使架空线的应力增加。

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

d——架空导线直径,(mm);

λ——振动的波长,(m);

σ——档距内架空线的应力,N/mm2;

g1——架空线自重比载,N/m,mm2;

S——秒

1.2架空线风振动波特性:

1.2.1波峰和振幅:架空线振动时,导线离开原位置最高点的垂直距离A0叫波峰。两个波峰之间的垂直距离A=2A0(m),称为波幅

在运行的架空线上,实际振动角经测试一般在30""-50""之间。当振动特别强烈,振动角φ接近1°时,这样大的振动角,不需要很长时间就会使导线断股,故许多国家规定:架空线紧线后立即固定安装防振器具,决不能拖过夜间。线路设计中一般情况下要求最大振动角,一般要求φmax不大于10"",大跨越处不宜大于5""。这是防振设计应达到的标准。

1.3防止风振动的技术措施

根据理论计标和运行经验,当风作用在架空线上时,无论任何波长或频率,都是在架空线线夹出口处,或在针式绝缘子导线固定处振动最严重。这主要是架空线线夹出口处和瓷瓶导线固定处始终是一个波节“死点”,而振动波不易通过“死点”而传至相邻档距内,使振动的大多数能量均集中在架空线“死点”处被吸收和消耗。因此强烈的折射和反折射使“死点”的架空线最容易疲劳而损坏,造成断股或断线事故。

目前,国内外为防止或减轻架空线振动所采取的消能防振措施,大体有两种:一种是超高压送电线路,采用防振线夹和间隔棒等办法;另一种是在架空线上装设防振设施,如护线条、阻尼线、防振锤等,用来吸收振动能量,以达到防止或减轻架空线振动的效果,防振设施有:

来源:电力自动化产品信息
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