1、百度文庫-好好學習,天天向上導地線防振防舞分析肖明蘭亮（贛州宏遠電力勘測設計院，江西贛州341000）1概述線路上電線受風的作用經常出現的是均勻低風速下的微風振動， 在電線下風側發生周期性的卡門渦流激起電線上下振動，一般風速越 平穩,風向越是垂直于架空輸電線,微風振動就越易發生。電線的微風 振動，容易造成電線疲勞斷股，損壞防振裝置、絕緣子和金具，振松 緊固螺栓，磨損電線。電線覆冰后外形不對稱，導線表面線股凹凸大小不一，風對電線 產生上揚力和曳力，致使導線舞動。電線的舞動，容易造成相間短路 燒傷或燒斷電線，引起電線、護線條斷股，間隔棒、防振裝置、絕緣 子、金具及桿塔等損壞。本文通過對導地線的微風

2、振動和舞動的分析，建議導地線采用 預絞式防滑型防振錘防振，不采取防舞動措施，但建議預留加裝防舞 動裝置的措施。2工程概況線路路徑以llOkV版石變新建線路T接至安尋線工程未例，起點為安遠縣 版石鎮擬建llOkV版石變電站，終點為安遠縣城內nokv安尋線 3#-5#之間的T接點，途經安遠縣版石鎮、車頭鎮。線路亙長約，其中在版石變出線段及T接點處約按雙回同塔設計 （本期架設單回線），其它按單回設計，最大檔距為米，全線共用桿塔 63基,耐張與直線比例為1：。沿線地形山地占83 %、丘陵占9 %、泥沼占8 %,海拔處于250-450 米之間。人力運距450m,汽車運距。氣象條件本工程氣象條件如下：表2

3、-1設計氣象條件表序號代表情況溫度（）風速(m/ s)冰厚（mm）1最高氣溫40002最低氣溫-40003最大風-52604覆 冰-51010(15)5平均氣溫15006安 裝-51007大氣過電壓（無風）15008大氣過電壓（有風）151009操作過電壓1515010冰的比重（g/crn?）11雷暴日數（天）注：括號內數值為楊梅坑附近中冰區導線氣象，全線地線覆冰比導線增加5mm 設計，基本風速以當地氣象臺、站lOmin時距平均的年最大基本風速，并結合 實際運行情況確定。3導地線防振振動的形成當電線受到穩定的橫向風均勻作用時，在電線被風面將形成按一 定頻率上下交替出現的氣流旋渦，它的依次出現和

4、脫離使電線受到同 一頻率的上下交變的沖擊力，該沖擊力的頻率與風速和電線直徑有 關。各點旋渦的脫離是隨機的，故作用在電線的力，沿著電線長度上 各點的相位也是隨機的。因此不是一定有風，電線就會振動的。如果 電線以某一頻率振動，且該頻率與沖擊力頻率相近在±20%范圍內， 則旋渦的脫離，受電線的振動頻率控制，同時沿電線各點脫離，形成 同步，結果電線的微風振動就開始了。導地線防振型式目前，國內外尚無判斷無危險振動的一致標準，大都是根據各自 的經驗加以規定，我國用振動角的大小來判斷振動有無危險，判斷標 準如下表：表3-1無危險振動的判斷標準導線類型振動角普通 線路鋁絞線、鋼芯鋁絞線士 150 u

5、 1鋁合金絞線、鋼芯鋁合金絞線±150 u ,鋼絞線、鋁包鋼絞線及鋼芯鋁包鋼絞±300 u .大跨越 線路鋁絞線、鋁合金及鋼芯鋁絞線±100 u «鋼絞線、鋁包鋼絞線及鋼芯鋁包鋼絞±150 u .電線懸掛點及各種線夾處是振動疲勞損壞最危險的部位，此處電 線所受的動彎應力大小要想通過計算或測量都是困難的，一般都是測 量該處附近的振動彎曲幅值，間接的求出振動角或動彎應變來表示振 動強弱。當導地線的微風振動強度超過允許范圍時，就必須采取防振措施 來降低動彎應力和振動持續時間。微風振動的防護方法有許多，如限 制平均運行應力，改善導地線結構以提高自阻尼效

6、果、改善線夾結構 以減小懸掛點的動彎應力、加裝各種防振器（如防振錘、阻尼線及護 線條等）和阻尼間隔棒等，其中應用最為廣泛的是加裝防振錘進行防 振。考慮到目前我國在架空輸電線路上廣泛采用防振錘來防振，己起 到了明顯的防振效果，同時安裝方便，在防振錘的性能試驗等方面也 積累了豐富的資料，對防振錘有較為成熟的設計、制造和運行維護經 驗，防振錘的價格也相對較低,所以本工程仍考慮導地線加裝防振錘。防振錘主要是電線振動時通過防振錘鋼絞線內摩擦和股間摩擦 消耗能量，將振動能量吸收轉化為熱能或聲能而散發掉，從而降低了 振幅，或是將大部分行波反射回到檔距中從而限制那些嚴重的振動傳 給不耐振的懸掛點，達到抑制導線

7、振動之目的。防振錘型式的確定目前，國內有多種防振錘，主要有傳統型防振錘和預絞式防振錘。 傳統防振錘雖針對共振頻率采取了不同的設計技術，但在安裝方式上 均采用螺栓安裝，采用螺栓安裝施工不便、能耗大，無法保證安裝力 矩，運行時易出線滑移現象，對線路造成很大危害。近年來，隨著技 術的不斷進步，預絞式防滑型防振錘由于出色的防振效果，及防滑動 效果好、安裝方便等原因，也越來越多的應用于電網中，作為本線路的首選。3. 3.1防振錘的性能比較下表為傳統型防振錘和預絞式防滑型防振錘的性能比較:表3-2號性能預絞式防振錘傳統型防振錘錘體材料采用特殊合金材料制造，通 過酸洗拋光處理，表面光 潔，不會氧化，錘體絕不

8、生 銹采用生鐵鑄造，油漆防腐，極易 生銹，導致斷裂錘體積水性錘體圓滑無空隙，完全消除 積水積冰積雪錘體有空隙，易積水積雪，導致 生繡及影響防振性能頻率控制三個及以上的頻率響應設 計，可有效控制多個頻率只有兩點響應，無法控制多頻鋼絞線采用小節距低應力高強度 鋼絞線，抗振性能優越，耐 疲勞采用一般鋼絞線，抗振性能普通， 疲勞性能一般應用維護性1、整體安裝不用裝鋁包帶， 前期工作量很小1、整體安裝需要裝很多鋁包帶， 前期工作量很大2、采用預絞式安裝，恒定 的安裝力矩，附著力分布均 勻，決無滑線之憂2、采用鐵夾板及螺栓安裝，人為 因素巨大，容易產生滑線現象3、不會銹蝕，多頻共振， 防振性能好，有效保護

9、導線3、極易生銹，影響防振性能，防 振性能一般4、特別對于山區及風力較 大地區，決不會滑線，可免 除后期運檢維護4、容易產生滑移，受安裝因素及 數量影響，后期維護工作量極大作用防振性能優越，不會滑移， 不會結冰，多頻共振，有效 保護導線防振性能很差，會結冰，極易生 銹，對導線帶來極大損害由表3-2可知，預絞式防滑型防振錘性能指標明顯優于傳統型防 振錘。3. 3. 2防振錘的本體費用以傳統防振錘為基準，比較兩種絕緣子本體費用，如下表：表3-3防振錘本體費用比較表匕較項目防振錘個數 （個）單價 （元）合計（萬元）安裝費用（萬元）合計（萬元）傳統防振錘（導線）37258傳統防振錘（地線）24851預

10、絞式防滑型防振（導 線）372186預絞式防滑型防振（地 淺）248136注：防振錘單價為廠家11月報價。根據表3-3可知，傳統防振錘在一次性投資成本上要低于預絞式防振錘。3. 3. 3各種防振錘的運行費用根據江西贛州供電公司文件贛供生（2009） 13號關于印發基層單位承擔輸變配電工程施工的取費規定（試行）的通知，可知運 行維護費用及工日如下表：表3-4運行維護費用表工作項目綜合工日（單基）差旅費標準（元）合計（元）技工民工技工民工防振錘滑移校正280601603.3.4防振錘的能耗比較傳統的防振錘采用鑄鐵和螺栓組合而成，電暈損失和渦流損失較 嚴重，而預絞式防滑型防振錘采用合金材質，本身具有

11、防電暈功能。 下表為傳統型防振錘與預絞式防滑型防振錘各種電流情況下的能耗 比較：表3-5材質損耗比較表（單位：W）電流（A）功率損耗鑄鐵損耗合金損耗鑄鐵-合金50100150200250300350400450500從表3-3可知，采用鑄鐵材質的損耗隨電流的增加而增加的幅度較大，采用合金材質的損耗增加的幅度較小。3. 3.5全壽命周期內經濟比較全壽命周期費用（Life-Cycle Cost,簡稱LCC）,就是從長遠和 全面的觀點出發，對防振錘整個使用壽命中所發生的全部費用進行綜 合分析，而不是只考慮某一階段所發生的費用。這樣，可以全面考 核防振錘方案的經濟性，以避免因小失大。目前，我國電力建設

12、采用 的是工程造價管理模式，是以定額為計價基礎的全過程工程造價管理 模式，隨著經濟的發展，從全過程工程造價管理向全壽命周期工程造 價管理轉變是十分必要的。線路工程全壽命周期管理目標的核心是要 從工程項目全壽命周期出發，要考慮設計標準、工程設計、工程施工、 運行維護各階段的投入和損耗，研究最終成本，實現工程項目整個壽 命周期總成本的最小化。實際上就是處理好初始投資和運行費用之間 的關系。基于我國國民經濟的發展，輸電線路各部件（導線、金具、絕緣 子、桿塔和基礎）等材料價格的提高，輸電線路最大負荷利用小時數 和銷售電價的改變，以及國家節能減耗要求的加強，因此在全壽命周 期內進行綜合技術經濟比較，防振

13、錘選型方案確定的LCC計算模型：LCC = IC+OC + FC+TC+DC（1）式中IC一次投資成本0C-運行成本FC中斷供電損失成本TC 一時間成本-8百度文庫-好好學習,天天向上DC-報廢回收成本預絞式防滑型防振錘性能優越，不易結冰，使用壽命長，對導線 也能有效的保護，不滑移，運行時無需更換和復位操作。本工程共用桿塔63基，最大負荷利用小時數為4500,經濟使用 年為30年，電價為元/kW-h計算，采用固定效率法，由于兩種防振 錘的FC和TC概率都是一樣的，因此不考慮比較，而且地線防振錘對 電能損耗影響很小，也不參與比較，全壽命周期內各個階段的經濟成 木，結果下表：表3-6各防振錘方案全

14、壽命周期費用比較（單位：萬元）型號項目預絞式防滑型防振錘傳統型防振錘導線地線導線地線一次性投資成本IC運行成本OC中斷供電損失成本FC報廢回收成本RCLCC年費用LCC現值注：防振錘校正考慮5年1次。由表3-4可知，傳統型防振錘的全壽命周期費用遠遠大于預絞式防振錘。3.3.6防振錘選型的確定綜合上述比較，預絞式防滑型防振錘無論是在性能上還是在全壽 命經濟評價上，均優于傳統型防振錘，特別是在能耗上，節省費用較 -9大，因此，本專題推薦導地線防振采用預絞式防滑型防振錘防振。防振錘的安裝數量我國在電線振動與防護方面積累了大量的科研、測試、設計和運 行經驗，目前采用平均運行應力的控制原則，限制并降低使

15、用應力， 增加防振錘的安裝數量，降低振動危害。我國目前的防振錘安裝數量一直參照下表：表3-7我國單、雙根相導線及地線防振錘安裝數量檔距電線外徑(mm)檔距(m)一個二個三個D<12W300300-600600-90012WDW22<350350-700700-100022<D<W450450-800800-1200我國線路上安裝防振錘數量是目前世界上最多的少數國家之一， 上表安裝數量為我國20世紀60年代開始試行至今，有必要在總結經 驗的基礎上進行調整，由于目前暫沒有新標準，因此本工程導地線防 振錘安裝數量仍參照表3-5選取。防振錘的安裝距離防振錘應安裝在靠近振動波的波

16、腹處，才能使防振錘上下滯后振 動及錘頭回轉的幅度加大，從而最大限度地消耗電線振動能量。然而 電線諧振的頻率是在一個頻帶范圍內變化的，一般在3-60比振動較 為嚴重，在更高頻段由于電線自阻尼作用的顯著增大，不會造成危險 -10百度文庫-好好學習,天天向上振動。而在低頻情況下，電線的自阻尼作用減弱，防振錘的頻率特性 也較差，往往是防振設計的危險頻段，如果沒有取得電線振動的實際 密集頻率范圍，可根據線路引起振動風速的上限及下限值（一般平坦 開闊地區的振動下限風速取S,而上限取5-6m/s）,按式（2）計算振 動頻率范圍，九=杉 式中：風的沖擊頻率，（%）u一垂直于電線的風速，（m/s）d-電線的直徑

17、，（mm）K一系數，與雷諾數有關，K=185-210, 一般用200并按式（3）計算振動的最大、最小半波長，二，口（3）2 400v V in式中：X-波長，（m）u一垂直于電線的風速，（m/s）d-電線的直徑，（mm）T一電線張力，（N）m-電線單位質量，（kg/m）選擇能保護該振動頻率范圍內的防振錘，計算防振錘的安裝位置，使 之在最大及最小波長范圍內均能起到防振作用。假定線夾出口是所有振動波的波節，當安裝第一個防振錘時，防 振錘的安裝位置應在線夾出口所有振動波的第一個半波之內。具體位置應考慮：在最長和最短波的情況下，防振錘的位置在第一個半波長 內對最長和最短波節點都有最可能大的相同相角，詳

18、見下圖：防振錘最佳安裝位置圖解即安裝位置對最大和最小半波具有相同的布置條件，或對最大、最小 波腹接近程度相同。依此得出第一個防振錘的安裝距離匕的計算式:bi = 0.9-0.95(2)=2.25 - 2.375()x 10-3(4)2vm V m式中Tav一電線平均運行張力，(N)入=一最小振動波長，(m)d電線外徑，(mm)m單位長度質量，(kg/m )網一振動風速的上限 值，(m/s)-13百度文庫-好好學習,天天向上導線論述，本工程導線選用鋁包鋼芯鋁絞線JL/LB20A-240/30, 直徑為，平均運行張力為，單位質量為m,因此，根據式(4)計算, 防振錘安裝距離bk (m)地線論述，木

19、工程地線選用鍍鋅鋼絞線GJ-80,直徑為11. 5mm, 平均運行張力為，單位質量為0.6284kg/m,因此，根據式(3)計算, 防振錘安裝距離b尸(m)若導地線檔距每端安裝多個同型號防振錘時，仍依上述原理采用 等距安裝法。防振錘安裝要求防振錘安裝是否合理直接關系著振動強度的高低，如果安裝不合 理，還會起到相反的作用，因此安裝防振錘要遵循以下基本要求： (1)防振錘應與地而垂直，兩側的重錘保持水平狀態；通常大錘頭安 裝在靠近桿塔處，這樣可以在較低頻率和較長檔距時獲得最佳減振效 果O(2)地線上安裝防振錘時，緊固螺母應朝向鐵塔側。(3)防振錘安裝距離偏差不應大于±30mm；在懸垂線夾出口處，若有 預絞式護線條，防振錘應安裝在離護線條末端至少50mHi處。4導地線防舞舞動的形成導線由于覆冰不均勻，形成不對稱截面，絞線表面凹凸大小不一, 當受到水平方向的風吹后，產生上揚力和曳力，誘發導線產生一種低 頻頻率(約3 Hz)、大振幅(可達10 m以上)的自激振動，是較高風 -13百度文庫-好好學習,天天向上速引起的結構物的馳振，由于其形態上下翻飛，形如龍舞，也稱舞動。 舞動產生的危害主要是相間短路燒傷或燒壞電線，引起電線、護線條 斷股，間隔棒、防振裝置、絕緣子、金具及桿塔損壞。導地線的防舞措