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高壓輸電線路防震錘作用原理

2020-7-28 21:50| 編輯:電工學習網| 查看: 10320| 評論: 2

    高壓輸電架空線路中,靠近絕緣子兩側的線路掛的一個小錘是電力線路中叫“防振錘”的東西,其實在防振錘和絕緣子旁邊還有“阻尼條”和護線條,它們三者之間相互配合依賴各負其責。它們的主要作用是為了線路因為風力影響產生低頻振蕩造成線路斷股或者斷裂,保證高壓輸電線路的安全。下面本人比較詳細靠譜的說一下。
    高壓輸電架空線路中,導線和避雷器常常由于風力的作用而產生垂直振動,以及日積月累造成導線斷股、金具損壞、線間短路等事故,嚴重地威脅著輸電線路的安全。
    根據引起導線振動的起因和導線振動的形式,可以把導線振動用象分為的類型有:微風振動、次檔距振動、舞動、脫冰跳躍、橫向磁擊電暈舞動、短路振動、湍流振動等,而這幾類的振動中,微風振動和身動對設備安全影響尤為突出。下面介紹國家電網電力試驗研究所整理的關于導線舞動、次檔距振動及微風振動特征,如下表所示。

高壓輸電線路防震錘作用原理

    微風振動是由于空氣動力的沖擊頻率與檔距中拉緊導線的某一自然頻率相等而產生諧振的一種現象。
    由于產生振動的必要條件是氣流的均勻性及其方向的恒定性。當風人給導線的能量足夠大時,才能維持導線的振動,這個最小的風速值稱為下限值,一般取0.5m/s。風速增大仍能引起導線振動的最大風速稱為上限值,一般風速的上限值為4~7m/s,當超過了上限值后,導線就不能產生振動了。
    風向與導線軸線的夾角在45⁰~90⁰時,導線容易產生穩定的振動;當夾角在30⁰-45⁰時,振動的穩定性很小,而當夾角小于20⁰時,一般不出現振動。
    在平坦、開闊的地區有利于氣流的均勻流動,容易形成強烈振動的條件;地形起伏、交錯復雜的地區或線路附近有建筑物、樹木等地物都對氣流產生摩擦作用,不同程度地破壞了氣流的均勻性,因而不易產生振動的條件。
    影響導線振動程度除與風速、風向及沿線的地形、地物有關外,還與導線的懸點高度、檔距長度、導線直徑結構及材料、導線平均運行應力等有關。
    (1)檔距長度的影響。檔距的長度是影響振動強度的一項重要因素,主要是振幅及振動延續時間兩方面。在沒有安裝“消振裝置”(防振錘)的情況下,輸入的風能和導線消耗的能量都只與檔距長度成正比,振幅的大小與檔距長度無關。即使在300m和3000m的兩個檔距長度上,出現的振幅值也應相等。但在檔距安裝了相等數量的防振錘以后,則300m檔距的振幅可能已降至安全水平;而3000m的檔距仍有相當高的振幅。其原因是:由于這兩個檔距上防振錘消耗的能量相同,而風輸入的能量卻不同,所以說振動強度與檔距長度有關。
    另一方面,檔距長度愈大,能滿足半波數為整數倍的振動頻率值也就愈密集。檔距長度增大,振動的延續時間也隨之增加。
    (2)懸掛點高度的影響。懸掛點高度增加,可使振動的風速上限值提高,使振動頻率范圍擴大,也使振動相對延續時間增加。因此,檔距長度相同的線路上,導線疲勞斷股率將與懸掛點高度成比例地增加。
    (3)導線大小對振動的影響。由于風輸給導線的振動能量約與導線直徑的四次方成比例。振動頻率則與導線直徑成反比,輸入的振動能量大,且處于低頻振動,導線的阻尼作用減少,故一般采用分裂導線的辦法來減少導線的直徑且在分裂導線上安裝“間隔棒”以后,構成一種新的特殊振動體系,使導線本身消耗的振動能量增加,有利于降低振蕩強度。
    導線的直徑與其單位質量的比值,可以大概地說明振動情況;比值愈大振動情況愈嚴重,即是說鋁絞線比鋼或銅絞線的振動嚴重,同樣是鋼芯鋁絞線、鋁鋼截面比值大的,其振動強度亦高。
    (4)應力對振動的影響。導線張力提高,導線本身消耗的振動能重(自阻尼作用)將隨張力的增大而減少,而振幅則增大,與此同時振動波長要有所增大,大約與導線張力的平方根成正比。導線張力提高后,振動頻率及振動延續時間都隨張力的提高而有所增加,,因而振動的次費將要增多,而且降低了導線的疲勞極限,使導線容易斷裂。所以,減少導線振動的其中一個措施是降低平均運行應力。
    根據國內外大量的運行資料表明,絕大多數(90%或更多)的疲斷股都發生在導線安裝金具的部位,在檔距內自由振動的導線發生疲勞斷股是極為罕見的,,僅有可能在線股焊接質量不良的地方發生。
    斷股情況發生得最多的位置是在懸垂線夾連接片端部或集中在導績與線實支托面剛開始分離的部位。在耐張線夾出口處發生斷股情況要比懸垂線夾的出口處少很多。這是因為耐張線夾多少可以與導線一起振動,相互之間產生的相對位移較少,僅在當采用質量很大的螺栓型附線夾的出口處,才可能發生較多的斷股情況。在采用針式絕緣子的線路上,斷股情況多發生在導線的綁扎點附近。對于分裂導線的線路,斷股位置還發展到間隔棒的線夾處。斷股情況還有發生在離桿塔最外測的一只防振錘的線夾處或阻尼線的固定點,在護線條內部也常有發生振動使導線磨損或斷股的情況。
    導線防振方面關鍵在于有一個合理的設計。一般采取的措施是裝防振錘、護線條和阻尼線,另外在施工時運行人員應嚴格把好驗收關,防止因安裝在導線上的金具和線材不牢而降低消振效采和磨損導線,線路投產運行后應往意對大跨越和容易產生影動的桿塔懸垂線夾的檢查工作,及時對一些生銹垂頭的防振錘進行更換。

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最新評論

引用 qingyunzaixian 2020-12-3 07:50
謝謝分享知識
引用 林沐昭陽 2020-11-6 21:45
挺好的,過來看看。

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