架空线路振动原因与防振措施的探讨

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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：

和架空线的固有自振频率：

(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：

1.3.1护线条：护线条均为单质金属制作，均采用与导线规格配套的预绞式铝合金等径护线条，使用时在悬垂线夹处的导线上均匀的缠绕即可。设计技术规程规定：对钢芯铝绞线单独用护线条作为防振保护时，年平均运行应力不得超过应力的22%。故在重要线路上，常常采用护线条和防振锤联合使用方式。对于35kV线路导线防振，采用-1×10mm的铝包带代替护线条，并和防振锤联合使用。10kV配电线路，导线在绝缘子或线夹固定处缠绕铝包带，缠绕长度超出接触部分30mm作为防振护线，水平档距只有超过120m或大跨越杆塔应和防振锤联合使用。