風(fēng)荷載對(duì)輸電線路舞動(dòng)的影響及防舞動(dòng)措施

摘#8195;要 近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，各行各業(yè)的發(fā)展日益加快，與此同時(shí)，人們對(duì)供電的安全性和可靠性也提出了更高的要求。輸電線路作為電能傳輸?shù)闹饕€路之一，其運(yùn)行的安全與否，直接影響供電的可靠性。然而，由于我國(guó)的輸電線路大多是架空線，外界自然條件對(duì)其的影響較大，其中又以風(fēng)荷載最為嚴(yán)重，輸電線路在風(fēng)荷載的作用下會(huì)產(chǎn)生舞動(dòng)，從而影響線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，必須采取相應(yīng)的措施解決風(fēng)荷載對(duì)輸電線路造成的影響?；诖它c(diǎn)，本文分析了風(fēng)荷載對(duì)輸電線路的影響及危害，并在此基礎(chǔ)上提出輸電線路防舞動(dòng)的具體措施。

關(guān)鍵詞 風(fēng)荷載；輸電線路；舞動(dòng)

中圖分類號(hào) TM 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)012-0191-01

1 風(fēng)荷載對(duì)輸電線路的影響及危害

1.1 風(fēng)荷載對(duì)輸電線路的影響

由風(fēng)原因引起的自然災(zāi)害是造成輸電線路被損壞的主要因素之一，它對(duì)于輸電線路的危害相當(dāng)之大，這一影響因素是絕對(duì)不可忽視的。所以，準(zhǔn)確地估計(jì)風(fēng)荷載對(duì)輸電線路的影響，不僅能夠有效地提高線路自身的風(fēng)抗能力，而且還可以在一定程度上提高經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)荷載對(duì)輸電線路的影響具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

1）風(fēng)速的影響。我們都知道，風(fēng)的速度并非一成不變的，有時(shí)風(fēng)速會(huì)很大，有時(shí)風(fēng)速則會(huì)很小。當(dāng)風(fēng)作用到輸電線路時(shí)，會(huì)導(dǎo)致桿塔、導(dǎo)線以及各種附件的荷載增大，從而會(huì)使輸電線路的所承受的壓力增加。一般情況下，風(fēng)速越高，對(duì)輸電線路造成的變形或振動(dòng)就越大。這是因?yàn)?，輸電線路通常都是高柔性結(jié)構(gòu)，較高的風(fēng)速作用于其上時(shí)，會(huì)造成導(dǎo)線偏離垂直面，而且還會(huì)在一定程度上改變導(dǎo)線與桿塔及橫擔(dān)之間的接地距離，最終使導(dǎo)線發(fā)生不規(guī)則擺動(dòng)；當(dāng)輸電線路受到勻速且風(fēng)速較低的風(fēng)力作用時(shí)，風(fēng)力會(huì)在導(dǎo)線后面形成風(fēng)力渦流，其特點(diǎn)是上下交替且頻率不定，這種渦流會(huì)給導(dǎo)線帶來(lái)一定的沖力，當(dāng)該沖力的頻率與導(dǎo)線的固有頻率接近時(shí)，則會(huì)引發(fā)共振現(xiàn)象，進(jìn)而引起導(dǎo)線振動(dòng)。如果風(fēng)速達(dá)到每秒20m以上時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致線路固有頻率出現(xiàn)自激振動(dòng)，此時(shí)的振幅相當(dāng)大，極有可能造成輸電線路舞動(dòng)情況的發(fā)生，一旦導(dǎo)線發(fā)生振動(dòng)或舞動(dòng)時(shí)，就會(huì)影響輸電線路的安全運(yùn)行。所以，必須采取相應(yīng)的措施降低風(fēng)速對(duì)導(dǎo)線的影響，以此來(lái)確保輸電線路的正常運(yùn)行。

2）風(fēng)向的影響。通常情況下，我們?cè)谶M(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)將輸電線模型的截面按照垂直于風(fēng)向的方式予以布置。其原因?yàn)椋猴L(fēng)向會(huì)與物體軸線間形成一個(gè)夾角，只有在風(fēng)力垂直的情況下，才能起到激振的作用，如果風(fēng)向與物體平行則無(wú)法起到這一作用。在平坦開(kāi)闊的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)線振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示風(fēng)吹向?qū)Ь€的方向?qū)ζ湔駝?dòng)的影響較大，因此，輸電線路舞動(dòng)的大小基本取決于風(fēng)和導(dǎo)線軸線之間的夾角。當(dāng)這一夾角在45°-90°時(shí)，導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生出較為穩(wěn)定的振動(dòng)，夾角在30°-45°時(shí)，導(dǎo)線產(chǎn)生振動(dòng)的穩(wěn)定性較小，在夾角小于20°時(shí)，導(dǎo)線不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。這樣很容易看出，夾角的角度越小，導(dǎo)線產(chǎn)生振動(dòng)的可能性就越低，也就是說(shuō)，風(fēng)向與導(dǎo)線軸線處于平行狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)線產(chǎn)生舞動(dòng)的可能性最低。

1.2 輸電線路舞動(dòng)的危害

在我國(guó)，大部分輸電線路均為架空線，這些線路在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到自然因素的影響，從而危及線路的正常運(yùn)行，輸電線路的舞動(dòng)現(xiàn)象是其中比較嚴(yán)重的一種。輸電線路舞動(dòng)主要是指導(dǎo)線受到外界因素的影響，發(fā)生自激振動(dòng)的現(xiàn)象，如：導(dǎo)線覆冰、風(fēng)荷載作用等。導(dǎo)線一旦發(fā)生舞動(dòng)情況，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，由于線路長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)，會(huì)使輸電線路本身遭到嚴(yán)重破壞，從而影響線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。輸電線路舞動(dòng)一般會(huì)引起以下事故：導(dǎo)線燒傷、脫落、斷股斷線、金具磨損、鋼腳斷裂、線路跳閘、桿塔傾倒等，一旦出現(xiàn)上述事故，必然會(huì)造成大面積停電，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失無(wú)法估量。

2 輸電線路防舞動(dòng)的具體措施

2.1 新建輸電線路的防舞動(dòng)

由于輸電線路的跨度較大，經(jīng)過(guò)的區(qū)域也相對(duì)較多，不可避免的會(huì)經(jīng)過(guò)一些強(qiáng)舞動(dòng)及舞動(dòng)多發(fā)地區(qū)，這就要求在新建線路時(shí)，必須合理地選擇線路的走向，盡量避開(kāi)或減少在強(qiáng)舞動(dòng)地區(qū)的穿越，對(duì)于無(wú)法避開(kāi)這些地區(qū)的線路應(yīng)采取相應(yīng)的防舞動(dòng)措施加以解決?？梢詮碾姎夂蜋C(jī)械這兩方面著手，來(lái)增強(qiáng)線路的抗舞動(dòng)能力。如在設(shè)計(jì)階段，對(duì)局部地區(qū)線路的走向、桿塔、金具、絕緣子、檔距以及運(yùn)行張力等進(jìn)行合理的防舞動(dòng)設(shè)計(jì)，借此來(lái)降低舞動(dòng)的產(chǎn)生幾率。另外，對(duì)于一些在微氣象地區(qū)新建的線路，應(yīng)在較為敏感的位置處設(shè)計(jì)防舞動(dòng)方案，通過(guò)加裝防舞動(dòng)裝置降低舞動(dòng)的產(chǎn)生幾率。

2.2 降低導(dǎo)線截面積

由于輸電線路的舞動(dòng)有著極強(qiáng)的非線性，而風(fēng)荷載的存在也是無(wú)法消除的，所以，無(wú)論采取何種措施均不可能完全消除風(fēng)荷載對(duì)輸電線路舞動(dòng)帶來(lái)的影響，只能將這種盡可能的降低。導(dǎo)線的舞動(dòng)在很大程度上與自身的參數(shù)有關(guān)，截面大的導(dǎo)線較之截面小的導(dǎo)線更容易出現(xiàn)舞動(dòng)。因此，在滿足設(shè)計(jì)要求需要的同時(shí)，應(yīng)盡量采取截面小的導(dǎo)線，以此來(lái)降低風(fēng)荷載對(duì)輸電線路舞動(dòng)的影響。

2.3 加裝防舞動(dòng)裝置

在一些容易發(fā)生舞動(dòng)的輸電線路上加裝防舞動(dòng)裝置是現(xiàn)階段比較有效的舞動(dòng)防治措施。較為常用的防舞動(dòng)裝置有以下幾種。

1）雙擺防舞器。該裝置比較適合在分裂導(dǎo)線上使用，通常安裝在間隔棒上，其工作原理是通過(guò)增強(qiáng)線路的穩(wěn)定性來(lái)達(dá)到防舞動(dòng)的作用，該裝置同時(shí)具備防振錘的功能，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種輸電線路防舞動(dòng)裝置。

2）集中防振錘。這種的裝置的防舞動(dòng)原理是利用壓重來(lái)防止線路舞動(dòng)。在實(shí)際工程中，防振錘一般都是集中安裝的，防振錘安裝后能夠有效地限制壓重節(jié)點(diǎn)的振幅，從而達(dá)到防舞動(dòng)的目的。由于防振錘取材方便、價(jià)格低廉、防舞動(dòng)效果較好，很多工程都將其作為防舞動(dòng)裝置使用。

3）失諧擺防舞器。該裝置適用于單導(dǎo)線的防舞動(dòng)，屬于一種機(jī)械裝置。它的原理是通過(guò)調(diào)整扭振固有頻率，防止產(chǎn)生諧振，進(jìn)而達(dá)到防舞動(dòng)的作用。

4）擾流防舞器。該裝置又被稱為防舞鞭，多被用于單導(dǎo)線上。它是一種以塑料為原材料制成的干擾線，通過(guò)將其纏繞在導(dǎo)線上來(lái)改變導(dǎo)線與擾流線的截面形狀，進(jìn)而達(dá)到防舞動(dòng)的目的。該裝置具有質(zhì)量輕、便于安裝、對(duì)導(dǎo)線影響小等特點(diǎn)。

3 結(jié)論

總而言之，風(fēng)荷載對(duì)輸電線路造成的舞動(dòng)影響是無(wú)法避免的，現(xiàn)有的防舞動(dòng)技術(shù)也僅能治標(biāo)，卻很難達(dá)到標(biāo)本兼治的效果。為了確保輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須加大防舞動(dòng)技術(shù)的研究力度，研制出一種能夠真正消除風(fēng)荷載作用影響的防舞動(dòng)裝置，這對(duì)于確保輸電線路的安全運(yùn)行，具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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