浅析架空输电线路微风振动与防振.pdf

工程经济/ GONG CHENG JING JI 浅析架空输电线路微风振动与防振 郑文鹏 （新疆电力设计院 新疆乌鲁木齐 830001 ） —各种 摘 要 自20 世纪初开始大规模建设架空输电线路以来，人们发现架空线在风、冰等因素作用下具有不同特征的运动现象—— 类型的振动。本文使得我们对架空输电线路微风振动的发生机理，微风振动情况下的工况，微气象条件下风速、风向、环境 温度等因素与微风振动的因 关系等问题进行科学研究，进一步提高对微风振动的认识高度。在经过充分的数据采集基础 之上判定所发生的输电线路振动、疲劳、损伤、断股、断线等现象的深层原因，并且提出具有针对性地防振措施和综合解决 从 。 方案， 而更好地为电网安全运行服务 关键词 输电线路 微风振动 防振设计 电网安全 一、微风振动形成机理 架空线持续振动的必要条件。当线路通过开阔的平原地区时，其 、地线及光缆 （ ，气流的均匀性和方向 微风振动是一 发生在架空导线 OPGW 或 地面的粗糙度较小，对空气的扰乱作用小 ADSS 等）的涡流回流现象。微风振动的基本原理是稳定的层流 性不容易受到破坏，所以容易使架空线持续稳定的振动。若地形 吹过圆柱形物体（如缆线）时，在 ，地面粗糙度加大，破坏了 风垂直（或可分解的垂直分量） 起伏错 崎岖，或有高低建筑，树林等 圆柱体的背风侧会产生气流漩涡，它上下交替且旋向相反，在上 气流的均匀性和方向的稳定性，因而架空线不易振动，而且振动 下交替的冲击力作用下，圆柱体会产生上下垂直于风向的正谐 强度降低。 周期性运动。当风吹向圆柱形物体时，在它的后面分层交错的涡 3.架空线结构和材料的影响。（1）架空线截面形状和表面状 流形成一定的压力差，这样就使圆柱形物体在与风吹动方向相 况的影响。当架空线是一个圆形截面的柱体时，气流在其背面形 垂直的方向产生移动（称之为“卡门漩涡”）。如果涡流的频率与 成上下交替的卡门漩涡，引起振动。若架空线的表面采用三股线 电线的自然频率相接近时，缆线将发生微风振动（如图1 所示）。 制成的绞线，因这 结构破坏了卡门漩涡的稳定频率，其振动频 率较为轻微，但此 绞线不适用于实际工程。而光滑型的导线， 其直径与截面的比值较小，虽能减少风荷载和减少覆冰及舞动， 但微风振动的幅值及延续时间则变得严重。 （2 ）架空线股丝、股数和直径的影响。架空线的股数多和层 图1 微风振动基本原理示意图 数多的，有较高的自阻尼作用，能消耗更多的能量，使之不易振 二、影响微风振动的主要因素 动或降低振动强度，因此 用多股多层的架空线有利于防振。另 影响微风振动的因素有很多，主要有风速和风向、地形地物、 一方面，在同样截面下，股数越多，股线直径必然越小，对于同一 架空线结构和材料、挡距大小和悬挂高度及电线使用张力等。 容许振动应力值，小股线直径可以容许较大的弯曲幅值。一般认 1.风速和风向的影响。风作用于电线上，输入一定的风能，使 为，在相同振幅下，直径小的，风能输入的相对功率要大些。统计 其发生振动。风速较小时，输入的能量不足以克服架空线系统的 资料也表明，架空线的直径越小，疲劳断股的比例越高。因此，架 阻力，因此引起架空线振动的风速有一下