输电线路轻风振动特点及防振方法

高压架空线路档距超过一定间隔，当导线受到1-3级风浸染时，会发生微风振动，此时导线悬挂点（线夹出口）处事情条件最为不利，随意马虎发生磨损、疲倦破坏。

1、微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，如果不采纳防振方法，大部分线路均有较永劫光处于微风振动状态。

② 振幅小、频率高

一样平常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，对付架空导地线而言，小振幅振动下会产生微动磨损，如果外界雨水堕落性较强，微动磨损后将导致钢芯的快速锈蚀、机器强度低落。

③ 受地形、档距、架设高度、架设张力影响明显

开阔地随意马虎产生微风振动，档距越大，越随意马虎发生微风振动。
对付高电压等级线路，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，更随意马虎涌现微风振动；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磋商，李恒宇]。
导地线沿线波腹位置振幅最大。

▲图1 导线风振波形

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利用。
高频振动紧张由阻尼线防振，低频振动紧张由防振锤防振。
普通档距导线由于档距小和导线悬挂点较低，一样平常采取防振锤防振。
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接管，从而起到对导线的保护浸染[输电线路导线的振动和防振]。
防震锤材质哀求依照《DL/T 1099-2009 防振锤技能条件和试验方法》实行。

大超过由于振动韶光长，哀求将振幅限定在更低水平，振幅不超过普通档位的50%，一样平常采取阻尼线与防震锤相结合的手段，此外部分风振条件特殊恶劣，防震锤无法知足哀求的区域，需采取阻尼线加防震锤办法实现风振抑制。

2、防振锤

2.1 防震锤的种类及安装办法

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。

▲图2 司托克防振锤

② 4R 防振锤（FR防振锤）

两端锤头的重量不等，至线夹的间隔也不相等，这样就得到了4个谐振频率。

▲图3 4R 防振锤（FR防振锤）

③ 双扭防振锤（狗头防振锤）

锤头制成偏幸茄子形状，相互对着安装在线夹两端的钢绞线上。
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。

▲图4 双扭防振锤（狗头防振锤）

④ 海马防振锤（防滑防振锤）

海马防振锤紧张指安装上采取预绞丝办法防滑，锤头本身与其他类型防震锤同等。
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。

▲图5 海马防振锤（防滑防振锤）

2.2 防震锤安装数量

① 单导线的防震锤数量

海内一样平常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)]：

上表中的安装数量一样平常情形有足够多的安全裕度，部分设计院会扩大上表中的档距范围。

② 分裂导线

二分裂导线采取垂直排列时没有间隔棒，此时其防震锤安装数量与单导线同等。

装设间隔棒的分裂导线，由于间隔棒的阻尼浸染，线路振动减弱，对防振哀求比单导线宽松。
对付四分裂导线，开阔地形一样平常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 防震锤安装间隔

由于导线振动时波长是随风和应力的大小而变革的,在振动的风速范围内，波长在最大值和最小值之间来回变革。
因此，防振锤安装时该当照顾对最大半波长和最小半波长都能起到一定防振浸染，而且对其它半波长也有起到较好的防振浸染。
为了兼顾对最大波长、最小波长振动的抑制效果，常日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花费，一样平常使防震锤安装位置b1处的最大、最小波长振动的相角相等，也即下图中sin(M)=sin(m)，此时M=180-m。

▲图6 防震锤安装位置与振动波形图的关系

上述思路是假定不同波长振动几率相等为根本，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)》，

个中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为导线均匀张力。

当有多个防震锤时，如果危险风振频率较高，可采取等距安装，也即b1=b2=b3。

对付风振环境更为恶劣的线路，应采取不等距安装办法装设多个防震锤，以防止高频振动下第1个防振锤位于波节处而失落去效果。
第2个防振锤安装间隔b2为第1个防振锤安装间隔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 阻尼线防振事理

阻尼线一样平常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，可以得到较宽的频率特性，适用于大超过档内导、地线的防振。
阻尼线与导线连接的位置相称于有防震锤，多个连接点相称于有多个防震锤联动浸染，实现对振动的抑制。
单用阻尼线时随意马虎在外侧末端引发断股，一样平常采取阻尼线和防振锤合营利用的办法，部分设计将防振锤安装在阻尼线花边内，使防振方案对付低频和高频均有良好的防振效果。

▲图7 阻尼线与防震锤合营利用

3.2 阻尼线的选择

① 附近悬挂点第一个阻尼线结点位置

仿照防震锤安装间隔，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处打算。

② 阻尼线花边弧垂

阻尼线花边弧垂对消振影响不大，一样平常取花边长度的1/6-1/10[电力工程高压送电线路设计手册(第二版)]。

上述是根据履历所做的初步设计，对付大超过而言每每还须要通过试验对阻尼线的效果进行验证，进而修正设计参数。

4、导地线防振方法的验证

当线路采纳阻尼线或者阻尼线加防震锤的办法进行防振，一样平常须要通过防振试验确定阻尼线的花边数量、花边长度等参数。

试验一样平常在防振研究机构的振动试验台进行，如图 8。

▲图8 振动试验装置

防振试验的事理是通过试验台掌握振动频率，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哀求。
普通导线哀求应变不超出100，对付大超过哀求导线应变不超出50。

通过初设选定多少防振方案，如不同的阻尼线型式及合营不同的防震锤数量，通过防振试验确定最优方案。
以文献[梅江大超过的防振设计]为例，不同型式阻尼线-防震锤配置下的防振效果如图9。

▲图9 不同防振配置下的防振效果

[大截面导线及地线防振方案设计及试验]

（方案4为等距装设3组防震锤，方案5为花边5-4-3阻尼线，方案11为花边4-3-2阻尼线加3个防震锤）

由图可知，纯挚阻尼线对低频振动抑制效果不佳，与防震锤合营利用可以对高、低频振动均起到良好的抑制浸染。

5、小结

①大档距、高架设、高应力线路随意马虎发生微风振动。

②微风振动幅值超标随意马虎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紧张手段，阻尼线加防震锤防振覆盖频率更宽，适用于大超过，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大超过防振设计须要通过振动试验予以验证。