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高壓輸電線路防震錘用途原理

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年09月01日  

高壓輸電架空線路中,靠近絕緣子兩側(cè)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(hù)線條,它們?nèi)咧g相互配合依賴各負(fù)其責(zé)。它們的重要用途是為了線路因為風(fēng)力影響出現(xiàn)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(xì)靠譜的說一下。


高壓輸電架空線路中,導(dǎo)線和避雷器常常由于風(fēng)力的用途而出現(xiàn)垂直振動,以及日積月累造成導(dǎo)線斷股、金具損壞、線間短路等事故,嚴(yán)重地威脅著輸電線路的安全。


根據(jù)引起導(dǎo)線振動的起因和導(dǎo)線振動的形式,可以把導(dǎo)線振動用象分為的類型有:微風(fēng)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(fēng)振動和身動對設(shè)備安全影響尤為突出。下面介紹國家電網(wǎng)電力試驗研究所整理的有關(guān)導(dǎo)線舞動、次檔距振動及微風(fēng)振動特點,如下表所示。


微風(fēng)振動是由于空氣動力的沖擊頻率與檔距中拉緊導(dǎo)線的某一自然頻率相等而出現(xiàn)諧振的一種現(xiàn)象。


由于出現(xiàn)振動的必要條件是氣流的均勻性及其方向的恒定性。當(dāng)風(fēng)人給導(dǎo)線的能量足夠大時,才能維持導(dǎo)線的振動,這個最小的風(fēng)速值稱為下限值,一般取0.5m/s。風(fēng)速增大仍能引起導(dǎo)線振動的最大風(fēng)速稱為上限值,一般風(fēng)速的上限值為4~7m/s,當(dāng)超過了上限值后,導(dǎo)線就不能出現(xiàn)振動了。


風(fēng)向與導(dǎo)線軸線的夾角在45?~90?時,導(dǎo)線容易出現(xiàn)穩(wěn)定的振動;當(dāng)夾角在30?-45?時,振動的穩(wěn)定性很小,而當(dāng)夾角小于20?時,一般不出現(xiàn)振動。


在平坦、開闊的地區(qū)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(fù)雜的地區(qū)或線路附近有建筑物、樹木等地物都對氣流出現(xiàn)摩擦用途,不同程度地破壞了氣流的均勻性,因而不易出現(xiàn)振動的條件。


影響導(dǎo)線振動程度除與風(fēng)速、風(fēng)向及沿線的地形、地物有關(guān)外,還與導(dǎo)線的懸點高度、檔距長度、導(dǎo)線直徑結(jié)構(gòu)及材料、導(dǎo)線平均運行應(yīng)力等有關(guān)。


(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,重要是振幅及振動延續(xù)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(fēng)能和導(dǎo)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(guān)。即使在300m和3000m的兩個檔距長度上,出現(xiàn)的振幅值也應(yīng)相等。但在檔距安裝了相等數(shù)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(dāng)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(fēng)輸入的能量卻不同,所以說振動強度與檔距長度有關(guān)。


另一方面,檔距長度愈大,能滿足半波數(shù)為整數(shù)倍的振動頻率值也就愈密集。檔距長度增大,振動的延續(xù)時間也隨之新增。


(2)懸掛點高度的影響。懸掛點高度新增,可使振動的風(fēng)速上限值提高,使振動頻率范圍擴(kuò)大,也使振動相對延續(xù)時間新增。因此,檔距長度相同的線路上,導(dǎo)線疲勞斷股率將與懸掛點高度成比例地新增。


(3)導(dǎo)線大小對振動的影響。由于風(fēng)輸給導(dǎo)線的振動能量約與導(dǎo)線直徑的四次方成比例。振動頻率則與導(dǎo)線直徑成反比,輸入的振動能量大,且處于低頻振動,導(dǎo)線的阻尼用途減少,故一般采用分裂導(dǎo)線的辦法來減少導(dǎo)線的直徑且在分裂導(dǎo)線上安裝“間隔棒”以后,構(gòu)成一種新的特殊振動體系,使導(dǎo)線本身消耗的振動能量新增,有利于降低振蕩強度。


導(dǎo)線的直徑與其單位質(zhì)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(yán)重,即是說鋁絞線比鋼或銅絞線的振動嚴(yán)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(yīng)力對振動的影響。導(dǎo)線張力提高,導(dǎo)線本身消耗的振動能重(自阻尼用途)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(dǎo)線張力的平方根成正比。導(dǎo)線張力提高后,振動頻率及振動延續(xù)時間都隨張力的提高而有所新增,,因而振動的次費將要增多,而且降低了導(dǎo)線的疲勞極限,使導(dǎo)線容易斷裂。所以,減少導(dǎo)線振動的其中一個措施是降低平均運行應(yīng)力。


根據(jù)國內(nèi)外大量的運行資料表明,絕大多數(shù)(90%或更多)的疲斷股都發(fā)生在導(dǎo)線安裝金具的部位,在檔距內(nèi)自由振動的導(dǎo)線發(fā)生疲勞斷股是極為罕見的,,僅有可能在線股焊接質(zhì)量不良的地方發(fā)生。


斷股情況發(fā)生得最多的位置是在懸垂線夾連接片端部或集中在導(dǎo)績與線實支托面剛開始分離的部位。在耐張線夾出口處發(fā)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(dǎo)線一起振動,相互之間出現(xiàn)的相對位移較少,僅在當(dāng)采用質(zhì)量很大的螺栓型附線夾的出口處,才可能發(fā)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(fā)生在導(dǎo)線的綁扎點附近。關(guān)于分裂導(dǎo)線的線路,斷股位置還發(fā)展到間隔棒的線夾處。斷股情況還有發(fā)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(hù)線條內(nèi)部也常有發(fā)生振動使導(dǎo)線磨損或斷股的情況。


導(dǎo)線防振方面關(guān)鍵在于有一個合理的設(shè)計。一般采取的措施是裝防振錘、護(hù)線條和阻尼線,另外在施工時運行人員應(yīng)嚴(yán)格把好驗收關(guān),防止因安裝在導(dǎo)線上的金具和線材不牢而降低消振效采和磨損導(dǎo)線,線路投產(chǎn)運行后應(yīng)往意對大跨越和容易出現(xiàn)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(jìn)行更換。


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