降低架空輸電線路防振錘滑移率的研究

康宏，俞偉勇，俞輝

（國(guó)網(wǎng)浙江電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000）

降低架空輸電線路防振錘滑移率的研究

康宏，俞偉勇，俞輝

（國(guó)網(wǎng)浙江電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000）

在架空輸電線路的導(dǎo)、地線上安裝防振錘，是防止架空輸電線路導(dǎo)、地線因?yàn)檎駝?dòng)而出現(xiàn)斷線、斷股事故的主要措施之一。但由于各種原因的作用，防振錘在安裝一段時(shí)間后滑移出原有的安裝位置，失去防振作用，威脅導(dǎo)、地線安全運(yùn)行。分析了防振錘出現(xiàn)滑移的各種原因，并對(duì)現(xiàn)使用的防振錘結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)措施，取得了較好的效果。

輸電線路；防振錘；滑移；防滑橡膠墊

0 引言

架空輸電線路（以下簡(jiǎn)稱架空線）在受到穩(wěn)定且不大的微風(fēng)（風(fēng)速在0.5～4 m/s）作用時(shí)，在導(dǎo)、地線的背風(fēng)面將產(chǎn)生1個(gè)以一定頻率上下交替變化的氣流旋渦，該氣流旋渦使架空線受到上下交變的脈沖力作用。當(dāng)氣流旋渦的交替變化頻率與架空線的固有自振頻率相等時(shí)，在垂直平面內(nèi)產(chǎn)生共振，即引起架空線的振動(dòng)[1]。

架空線的微風(fēng)振動(dòng)是經(jīng)常出現(xiàn)的有危害性的振動(dòng)，對(duì)線路的安全運(yùn)行威脅很大。振動(dòng)使架空線出現(xiàn)“疲勞”現(xiàn)象，造成架空線斷股、甚至斷線。為防止架空線微風(fēng)振動(dòng)，一般在結(jié)合了架空線直徑、當(dāng)?shù)仫L(fēng)速的情況后，通過計(jì)算找到架空線的線夾附近最容易出現(xiàn)“疲勞”的位置，安裝一定數(shù)量的防振錘。當(dāng)導(dǎo)線發(fā)生振動(dòng)時(shí)，防振錘兩頭的重錘因?yàn)閼T性也相對(duì)上下運(yùn)動(dòng)，消耗架空線振動(dòng)的能量，減小架空線的振幅，將振動(dòng)限制在無危險(xiǎn)的范圍，從而避免架空線疲勞斷股[2]。

但防振錘安裝后，往往因?yàn)楦鞣N原因的作用，出現(xiàn)滑移出設(shè)計(jì)規(guī)定安裝位置的現(xiàn)象，非但無法起到防振的作用，甚至在滑移的過程中擦傷、擦斷架空線，給架空輸電線路安全運(yùn)行造成新的威脅。

1 防振錘滑移分析

1.1 滑移量統(tǒng)計(jì)

經(jīng)過對(duì)托架螺栓折斷原因的詳細(xì)分析，認(rèn)為方案一并不能徹底的解決問題，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，還會(huì)出現(xiàn)折斷情況；方案二通過增加托架分擔(dān)人行道的重量，可以有效防止托架螺栓的折斷。最終確定采用方案二來處理田家石畔特大橋托架病害，設(shè)計(jì)如圖1所示。

（1）選材。選用在輸電線路間隔棒內(nèi)使用的專用橡膠墊片，并在咬合面設(shè)置防滑紋?？梢猿浞职l(fā)揮橡膠固有的強(qiáng)彈力、高摩擦系數(shù)及優(yōu)異的抗磨、耐磨特性，使線夾對(duì)架空線擁有足夠和比較持久的握力，同時(shí)有效保護(hù)了架空線，可取得最佳效果。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)防振錘滑移情況

2013年，按架空線經(jīng)過區(qū)域、檔距、線徑等不同情況，選取了35 kV花千3366線、220 kV升塘2P77線、220 kV瓶莫2238線，對(duì)近一年來防振錘的滑移情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，調(diào)查結(jié)果如表1所示。

(1)對(duì)圖5進(jìn)行分析可知，沿著八邊形空心墩截面周向方向沿墩壁外表面的應(yīng)力梯度較小，而徑向方向的應(yīng)力梯度較大，并且背陽(yáng)面和向陽(yáng)面沿著徑向的應(yīng)力分布規(guī)律一致，應(yīng)力大致呈對(duì)稱分布。

通過對(duì)防振錘滑移情況的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)架空線防振錘滑移情況較為普遍，平均滑移率占防振錘安裝總數(shù)的2.8%，極易引發(fā)架空線損傷和斷線事故，滑移的防振錘必須盡快復(fù)位，而復(fù)位就得依賴帶電作業(yè)或停電才能進(jìn)行，對(duì)線路安全供電帶來了很大的影響。

1999年，Leicester大學(xué)C.Pollock教授提出了磁通切換型兩相電勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)(flux switching electro-magnet machine，F(xiàn)SEM )[9]，凸極轉(zhuǎn)子上沒有永磁體和繞組，4個(gè)定子槽中2個(gè)放置電流極性不變的勵(lì)磁繞組“F”，另外2個(gè)放電樞繞組“A”，勵(lì)磁繞組和電樞繞組均跨越2個(gè)定子齒。2011年，王宇、鄧智泉等提出兩種新的FSEM電動(dòng)機(jī)，如圖1、圖2所示，其定子磁鏈為雙極性，定子磁鏈與反電勢(shì)波均體現(xiàn)出較高的正弦度，適合在無刷交流場(chǎng)合運(yùn)行[10]。

2.1 改進(jìn)方案的比較

[9]〔德〕弗里德里希.卡爾.馮.薩維尼.歷史法學(xué)派的基本思想[M].鄭永流，譯.北京：法律出版社，2009.

（3）確定加工圖紙。以FRT-7型防振錘為例，圖3即為最終確定的防滑結(jié)構(gòu)。

2 提出對(duì)策

1.2 滑動(dòng)原因分析

確定了白砂糖的添加量，卡拉膠、黃原膠、槐豆膠等膠凝劑的配比及添加量后，姜汁保健果凍的風(fēng)味口感主要受姜汁添加量、檸檬酸添加量和β-環(huán)狀糊精添加量的影響，因此試驗(yàn)采用三因素四水平L9（34）正交試驗(yàn)。

鋁合金防振錘不纏繞鋁包帶內(nèi)襯，但可在防振錘線夾內(nèi)層內(nèi)置一體式橡膠墊，充分發(fā)揮橡膠固有的強(qiáng)彈力，使防振錘線夾與架空線緊密接觸。

表1 防振錘滑移情況

表2 防震錘滑移的原因

表33 個(gè)方案的評(píng)估

針對(duì)以上2個(gè)引起防振錘滑移率高的主要因素，初步提出了3個(gè)解決方案。通過對(duì)這3個(gè)初步方案的可行性、實(shí)用性各個(gè)方面進(jìn)行比較，找出并結(jié)合各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了匯總、甄別，最終確定了1個(gè)切實(shí)可行的解決方案，如表3所示。設(shè)計(jì)研制防滑型防振錘，實(shí)際就是針對(duì)2個(gè)引起防振錘滑移率高的主要因素，提出具體、適用的解決方法。

針對(duì)防振錘線夾握力不足，則可在防振錘線夾內(nèi)層內(nèi)置的一體式橡膠墊上設(shè)置防滑紋，從而加大咬合面，充分發(fā)揮橡膠固有的強(qiáng)彈力、高摩擦系數(shù)使防振錘線夾有效咬合在設(shè)計(jì)安裝位置。

表4 防滑型防振錘使用對(duì)比

2.2 防震錘的改進(jìn)

從近3年來的運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，單位所轄線路上每年都有部分防振錘滑移，滑移數(shù)量見圖1，滑移情況見圖2所示。

（2）確定尺寸和內(nèi)置工藝。根據(jù)不同的防振錘線夾尺寸，設(shè)計(jì)不同的橡膠墊片內(nèi)襯尺寸。同時(shí)使用特種膠體使之在安裝前有效固定在防振錘線夾內(nèi)側(cè)。

針對(duì)現(xiàn)有的防振錘滑移率高的問題，從設(shè)備、人員、環(huán)境、方法4個(gè)方面對(duì)7個(gè)因素逐一進(jìn)行分析，確定其滑移率高的2個(gè)主要因素，如表2所示。引起防振錘滑移率高的主要因素是：安裝鋁合金防振錘不纏繞鋁包帶內(nèi)襯和防振錘線夾握力不足。

圖3 防震錘的防滑結(jié)構(gòu)

（4）加工制作、改進(jìn)、成型。通過反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)，以及對(duì)防振錘按其使用性能等方面的綜合考慮，最終制作完成能有效固定在架空線上的防振錘，并將其定名為“防滑型防振錘”，如圖4所示。

圖4 防滑型防振錘實(shí)物圖

3 應(yīng)用效果

防滑型防振錘按規(guī)定提交了進(jìn)網(wǎng)試用申請(qǐng)后，在線路上進(jìn)行小批量的試裝。在220 kV原莫花2442線、110 kV原湖碧1558線上安裝了24只防滑型防振錘和24只普通防振錘，歷時(shí)1年半的運(yùn)行試驗(yàn)后，進(jìn)行了防滑移的效果對(duì)比檢查，如表4所示。

通過對(duì)防滑型防振錘在試用中的使用效果統(tǒng)計(jì)，可以看出防振錘的滑移現(xiàn)象得到了完全遏制，能發(fā)揮其正常的防振作用，達(dá)到了預(yù)期的效果。

耗能能力也是評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)抗震性能的重要指標(biāo)，本文用滯回環(huán)包絡(luò)圖的面積來計(jì)算結(jié)構(gòu)的耗能能力.表3為5個(gè)模型的延性系數(shù)和滯回耗能.

在同一時(shí)段，即2012年7月—2014年1月，共維護(hù)（復(fù)位）普通防振錘132只，使用車輛36車次，使用人員103人次，按車輛每車次220元，人員人工費(fèi)用200元計(jì)算，共花費(fèi)285 20元。而改制1只防滑型防振錘的成本僅為5元，按維護(hù)（復(fù)位）防振錘132只計(jì)算，只需花費(fèi)660元，并且不會(huì)產(chǎn)生車輛和人員使用費(fèi)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，提高了架空線運(yùn)行可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

防滑型防振錘的使用，解決了普通防振錘滑移率高的實(shí)際問題。在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，安全性、可靠性方面取得了成效。今后將繼續(xù)關(guān)注實(shí)際應(yīng)用情況，不斷改進(jìn)完善，并與日常線路維護(hù)工作有機(jī)地結(jié)合起來，在提高線路安全運(yùn)行方面，尋求新的突破。

[1]李建軍，賈東方，趙俊偉.電力線路知識(shí)1000問[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[2]貴州電網(wǎng)公司.輸電線路運(yùn)行與檢修[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[3]陳昌言，閻善璽.35～220 kV送電線路施工技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

（本文編輯：楊勇）

Research on Shifting Rate Reduction of Stockbridge Damper of Overhead Transmission Lines

KANG Hong，YU Weiyong，YU Hui
（State Grid Huzhou Power Supply Company，Huzhou Zhejiang 313000，China）

The stockbridge damper，as a major way of preventing line break or strand break due to vibration, is installed on conductors and grounding wires of overhead transmission line.However，the stockbridge damper shifts after some time from the original place due to various reasons and fails to control the vibration, which poses threats on operation safety of conductors and ground wires.The paper analyzes various reasons of stockbridge damper shifting and proposes measures for improving the structure of existing stockbridge damper. Therefore，favorable effect is achieved.

transmission line；stockbridge damper；shift；skid-proof rubber insert

TM755

B

1007-1881（2015）01-0062-03

2014-10-11

康宏（1978），男，助理工程師，高級(jí)技師，從事輸電線路運(yùn)行、檢修工作。