论文部分内容阅读
摘要：高压输电线路在使用的过程中会受到一定的外力影响产生震动，严重的会造成导线断股问题，影响输电线路的正常供电。本文首先对高压输电线路的导线振动问题进行分析，然后再提出几点有效的防震措施，希望通过本文的分析能够进一步提高输电线路的防震效果。
关键词：微风震动; 导线断股; 线路运行安全; 防震措施;
1 影响高压电力电路的微风震动
输电线路在风力的影响下是会产生震动的，高压输电线路的导线在受到微风的作用时，就会在导线的背后形成一定频率的上下变化的气流的漩涡，这就会导致导线受到一定程度的上下交替变化的脉冲力的作用。当气流漩涡交替变化的频率和导向本身自带的振动频率相一致时，就会导致导线在垂直的平面内产生一定的共振效果，从而引起导线的振动。
输电线路的导线在1～3级的风力影响下就会产生周期性的运动，称之为微风震动。微风震动的特点是振幅比较小，一般情况下都不会超过10mm，但是微风震动的振动频率比较高，可以达到3～120Hz，振动的形式一般为正弦拍频波。微风震动虽然振幅小，但是持续的时间却比较长，有时能够达到几天的时间。导线振动时的波形一般都是驻波，就是说波节是没有变化的，但是波腹上下会交替的进行变化，导线在一年中的振动时间是比较长的，通常可以达到全年时间的30%～50%。导线无论以怎样的频率进行波动，导线线夹的出口处都会形成一个波节点，这时导线振动就会使得导线的波节点反弯折，使得导线材料疲劳，最后造成导线断股的结果，不仅会对路线造成损害，对杆塔以及金具也会造成损害，影响其正常使用效果。微风震动的产生灰极大的限制电路导线，并提高导线的预应力值，导致电力路线发生断股问题，严重影响电力系统的安全运行。
2 高压电力线路的防震措施
2.1 采取有效措施防止和减弱电线路线的振动
（1） 需要从根本上对引起导线振动的条件进行消除，例如在安装输电线路时，尽量避免在易振区进行安装，将导线的年平均应力降低到不容易产生正度的水平，但是这种方法在实际运用时操作比较麻烦，不容易实现，所以这种方法不常用。 （2） 可以利用线路设备自身对导线存在的阻尼作用来减小导线的振动，在这个过程中可以使用偏心导线或者是防振线夹。采取在导线上安装防震装置的办法也可以实现对导线振动力量减弱的目的，降低导线振动对输电线路的危害。现阶段我国比较常见的导线防振措施是安装防震锤和使用阻尼线。
2.2 有效提高设备的防振功能
导线振动之所以会对高压输电线路造成危害，主要是因为导线振动会使导向的线夹位置的导线发生断股现象，因此提高导线的耐振性能是十分有必要的。可以采取以下有效措施来进行：首先可以在线夹处的导线位置安装护线条或者是打背线，提高出口附近导线的刚性和韧性，减少导线所承受的弯曲应力和挤压力，以防导线受到损害，一定程度上提高了导线的阻尼作用。其次可以对线夹的耐振性能进行优化，提高线夹转动的灵活性，使线夹能够随着导线的振动而随意转动，从而有效降低导线在线夹出口位置所受到的弯曲应力。最后在经济条件和技术都允许的前提下可以尽量降低导线的静态应力，结合多种防振措施共同使用，例如对于一般的导线可以安装防振锤来达到预防振动的效果，有的输电线路的防震锤则需要同时安装防护线条来达到防振效果。对于向500kV线路的较为重要的跨越档距，则可以根据具体情况设计一套专业的合适的防振措施。
2.3 合理使用防震锤
高压电力路线受微风震动的影响比较大，在实际运用的过程中，可以有效防止微风震动的构件就是防震锤。防震锤主要是安装在导线上的，能够防止微风震动的一种构件。防震锤的构成原理主要是在一段较短的钢绞线的两端安装一个重锤，在安装的时候可以挂在导线上的夹板上，这时如果导线发生振动，防震锤的钢绞线的两端也会发生振动，因为导线两边的防震锤具有很大的惯性所以无法与夹板进行同步运动，这样就可以防止防振锤的钢绞线出现上下弯曲的问题。防震锤具有阻尼的作用，进一步降低了导线的振动幅度，同时钢绞线发生变形能够有效消耗掉导线传来的振动力量，有效预防导线振动带来的危害。在这个过程中导线的振动幅度越大，防震锤钢绞线的上下弯曲的挠度就会越大，此时消耗的能量也在不断增多，反之导线振动振幅减少，防震锤多消耗的能量也会随之减少，最后就可以在能量平衡的前提下达到降低导线振动幅度的作用。
在选择防震锤的时候需要对当地的风速、风能以及气候等各方面进行分析，对导线的阻尼性能曲线进行测试，同时还需要掌握好各个线路之间的振动水平和应变的关系，通过对这些条件的把握，从而选择合适的防震锤。防震锤的固有的频率应该是与导线可能发生的振动频率的范围相一致的。防震锤的重量也要适当，如果太轻会影响防震效果，太重就会造成防震锤安装位置形成新的波节点，最后防震锤的型号应该与导线的型号相匹配。主要的防震锤类型有司托克防震锤、4R防震锤以及4D型防震锤。
在安装防震锤的时候需要对防震锤的数量进行正确选择，如果防震锤数量过多，就会导致导线的振动发生改变，使导线危险弯曲的应变位置发生改变，极易造成防震锤线夹位置的导线疲劳发生断股问题。对于我国的高压电线路线而言，防震锤安装的数量最少是在每个档距地的每个端口都安装一个防震锤，如果导线的档距在300m以下，直径大于22mm，或者导线档距在200m以下，导线的直径小于22mm时，都可以考虑使用半档减震的办法。
要想正确发挥防震锤的防震作用，就需要对防震锤的安装过程进行控制。防震锤最好是安装在导线振动的的波动的腹部位置，这样才能达到最好的防震效果。在确定防震锤的安装位置时，需要对高压输电线路地区的导线的运动频率范围和对导线危险作用的频率范围进行明确。根据对线路运行资料的分析，我们了解到导线的振动频率一般为3～80Hz之间，如果导线的阻尼作用增加，其导线的振動频率也会不断增加。在低频的情况下，导线的阻尼作用会大大降低，防震锤的频率特性也不能很好的发挥出来，只有对导线的振动频率进行了解之后，才能正确的安装防震锤，从而实现防震锤的最佳防震效果。
2.4 合理安装阻尼线
输电线路导线而言，阻尼线是一种消振性能比较好的防振设备，主要采用的是一段具有较好挠性的钢丝绳或者是与导线的型号相同的绞线。将钢丝绳或者绞线在导线下方平行的铺设开来，同时在适合的位置用夹子固定住，沿着导线的方向在线夹的两边构成逐渐递减型的垂直的花边波浪线，通过这样的方式来减轻导线的振动问题，从而达到预防导线断股的现象。
3 总结
综上所述，高压输电线路在使用的过程中，受外界因素的影响，其线路导线会发生振动现象，会使导线材料疲劳最后造成导线断股的问题，不仅影响导线的正常使用功能，同时还会严重影响输电线路的供电效果。本文首先对高压输电线路振动的原因进行分析，然后针对线路振动问题提出几点有效的解决措施，即提高输电线路设备的防震效果，安装防震锤和阻尼线等措施，通过这些有效措施的运用可以很好的提高输电线路的防震效果，保障输电线路的正常使用功能。
参考文献
[1]马玮杰.架空输电线路安全运行维护系统研究[D].山东大学， 2015.
[2]王正波.架空线耐张杆塔导线防震锤更换方法改进[J].电力安全技术， 2015， 17 （04） ：34-36.
关键词：微风震动; 导线断股; 线路运行安全; 防震措施;
1 影响高压电力电路的微风震动
输电线路在风力的影响下是会产生震动的，高压输电线路的导线在受到微风的作用时，就会在导线的背后形成一定频率的上下变化的气流的漩涡，这就会导致导线受到一定程度的上下交替变化的脉冲力的作用。当气流漩涡交替变化的频率和导向本身自带的振动频率相一致时，就会导致导线在垂直的平面内产生一定的共振效果，从而引起导线的振动。
输电线路的导线在1～3级的风力影响下就会产生周期性的运动，称之为微风震动。微风震动的特点是振幅比较小，一般情况下都不会超过10mm，但是微风震动的振动频率比较高，可以达到3～120Hz，振动的形式一般为正弦拍频波。微风震动虽然振幅小，但是持续的时间却比较长，有时能够达到几天的时间。导线振动时的波形一般都是驻波，就是说波节是没有变化的，但是波腹上下会交替的进行变化，导线在一年中的振动时间是比较长的，通常可以达到全年时间的30%～50%。导线无论以怎样的频率进行波动，导线线夹的出口处都会形成一个波节点，这时导线振动就会使得导线的波节点反弯折，使得导线材料疲劳，最后造成导线断股的结果，不仅会对路线造成损害，对杆塔以及金具也会造成损害，影响其正常使用效果。微风震动的产生灰极大的限制电路导线，并提高导线的预应力值，导致电力路线发生断股问题，严重影响电力系统的安全运行。
2 高压电力线路的防震措施
2.1 采取有效措施防止和减弱电线路线的振动
（1） 需要从根本上对引起导线振动的条件进行消除，例如在安装输电线路时，尽量避免在易振区进行安装，将导线的年平均应力降低到不容易产生正度的水平，但是这种方法在实际运用时操作比较麻烦，不容易实现，所以这种方法不常用。 （2） 可以利用线路设备自身对导线存在的阻尼作用来减小导线的振动，在这个过程中可以使用偏心导线或者是防振线夹。采取在导线上安装防震装置的办法也可以实现对导线振动力量减弱的目的，降低导线振动对输电线路的危害。现阶段我国比较常见的导线防振措施是安装防震锤和使用阻尼线。
2.2 有效提高设备的防振功能
导线振动之所以会对高压输电线路造成危害，主要是因为导线振动会使导向的线夹位置的导线发生断股现象，因此提高导线的耐振性能是十分有必要的。可以采取以下有效措施来进行：首先可以在线夹处的导线位置安装护线条或者是打背线，提高出口附近导线的刚性和韧性，减少导线所承受的弯曲应力和挤压力，以防导线受到损害，一定程度上提高了导线的阻尼作用。其次可以对线夹的耐振性能进行优化，提高线夹转动的灵活性，使线夹能够随着导线的振动而随意转动，从而有效降低导线在线夹出口位置所受到的弯曲应力。最后在经济条件和技术都允许的前提下可以尽量降低导线的静态应力，结合多种防振措施共同使用，例如对于一般的导线可以安装防振锤来达到预防振动的效果，有的输电线路的防震锤则需要同时安装防护线条来达到防振效果。对于向500kV线路的较为重要的跨越档距，则可以根据具体情况设计一套专业的合适的防振措施。
2.3 合理使用防震锤
高压电力路线受微风震动的影响比较大，在实际运用的过程中，可以有效防止微风震动的构件就是防震锤。防震锤主要是安装在导线上的，能够防止微风震动的一种构件。防震锤的构成原理主要是在一段较短的钢绞线的两端安装一个重锤，在安装的时候可以挂在导线上的夹板上，这时如果导线发生振动，防震锤的钢绞线的两端也会发生振动，因为导线两边的防震锤具有很大的惯性所以无法与夹板进行同步运动，这样就可以防止防振锤的钢绞线出现上下弯曲的问题。防震锤具有阻尼的作用，进一步降低了导线的振动幅度，同时钢绞线发生变形能够有效消耗掉导线传来的振动力量，有效预防导线振动带来的危害。在这个过程中导线的振动幅度越大，防震锤钢绞线的上下弯曲的挠度就会越大，此时消耗的能量也在不断增多，反之导线振动振幅减少，防震锤多消耗的能量也会随之减少，最后就可以在能量平衡的前提下达到降低导线振动幅度的作用。
在选择防震锤的时候需要对当地的风速、风能以及气候等各方面进行分析，对导线的阻尼性能曲线进行测试，同时还需要掌握好各个线路之间的振动水平和应变的关系，通过对这些条件的把握，从而选择合适的防震锤。防震锤的固有的频率应该是与导线可能发生的振动频率的范围相一致的。防震锤的重量也要适当，如果太轻会影响防震效果，太重就会造成防震锤安装位置形成新的波节点，最后防震锤的型号应该与导线的型号相匹配。主要的防震锤类型有司托克防震锤、4R防震锤以及4D型防震锤。
在安装防震锤的时候需要对防震锤的数量进行正确选择，如果防震锤数量过多，就会导致导线的振动发生改变，使导线危险弯曲的应变位置发生改变，极易造成防震锤线夹位置的导线疲劳发生断股问题。对于我国的高压电线路线而言，防震锤安装的数量最少是在每个档距地的每个端口都安装一个防震锤，如果导线的档距在300m以下，直径大于22mm，或者导线档距在200m以下，导线的直径小于22mm时，都可以考虑使用半档减震的办法。
要想正确发挥防震锤的防震作用，就需要对防震锤的安装过程进行控制。防震锤最好是安装在导线振动的的波动的腹部位置，这样才能达到最好的防震效果。在确定防震锤的安装位置时，需要对高压输电线路地区的导线的运动频率范围和对导线危险作用的频率范围进行明确。根据对线路运行资料的分析，我们了解到导线的振动频率一般为3～80Hz之间，如果导线的阻尼作用增加，其导线的振動频率也会不断增加。在低频的情况下，导线的阻尼作用会大大降低，防震锤的频率特性也不能很好的发挥出来，只有对导线的振动频率进行了解之后，才能正确的安装防震锤，从而实现防震锤的最佳防震效果。
2.4 合理安装阻尼线
输电线路导线而言，阻尼线是一种消振性能比较好的防振设备，主要采用的是一段具有较好挠性的钢丝绳或者是与导线的型号相同的绞线。将钢丝绳或者绞线在导线下方平行的铺设开来，同时在适合的位置用夹子固定住，沿着导线的方向在线夹的两边构成逐渐递减型的垂直的花边波浪线，通过这样的方式来减轻导线的振动问题，从而达到预防导线断股的现象。
3 总结
综上所述，高压输电线路在使用的过程中，受外界因素的影响，其线路导线会发生振动现象，会使导线材料疲劳最后造成导线断股的问题，不仅影响导线的正常使用功能，同时还会严重影响输电线路的供电效果。本文首先对高压输电线路振动的原因进行分析，然后针对线路振动问题提出几点有效的解决措施，即提高输电线路设备的防震效果，安装防震锤和阻尼线等措施，通过这些有效措施的运用可以很好的提高输电线路的防震效果，保障输电线路的正常使用功能。
参考文献
[1]马玮杰.架空输电线路安全运行维护系统研究[D].山东大学， 2015.
[2]王正波.架空线耐张杆塔导线防震锤更换方法改进[J].电力安全技术， 2015， 17 （04） ：34-36.