【摘要】淺談導、地線振動形成的基本原理及影響因素，簡要介紹架空輸電導線的3種振動形式——微風振動、舞動和次檔距振動，對3種振動，從理論上分析其振動的性質和規(guī)律，特別是對微風振動產生的原因進行了分析，并提出了輸電線路的防振措施。

【關鍵詞】線路；事故；振動；危害

一、前言

隨著國民經濟的不斷發(fā)展，電力輸送容量和輸送距離迅速增長，大容量、遠距離的輸電線路陸續(xù)投入運行，送電電壓也隨之提高。導線是輸電線路電功率的載體，是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要組成部分。導線長期處于野外露天之下，受到自然條件（風、雨、冰雪、雷電等）和其他外界條件的影響，容易發(fā)生各種事故。其中由于導線振動引發(fā)的事故最多。在風的作用下，導線時刻處于振動狀態(tài)。根據(jù)頻率和振幅的不同，導線的振動大致可分為3種：高頻微幅的微風振動、中頻中幅的次檔距振動和低頻大振幅的舞動。3種振動都會給導線和輸電線路造成破壞。

西北地域廣闊，是大風的多發(fā)區(qū)，多年來大風災害一直是威脅線路安全運行的重要原因，本文旨在介紹位于陜西的輸電線路導線振動產生的原因及防治方法。

二、振動的三種形式

1.微風振動（風振動）

導線受到微風（1～3級）吹拂時，將產生周期性振動，稱為微風振動，簡稱風振動。其特點是振幅小，一般不超過10mm；頻率高，通常為5～100Hz；振型為正弦拍頻波；振動機率很大，一般認為導線一直處于微風振動狀態(tài)。線路所處地形及檔距大小與微風振動關系較大。大檔距跨河（海）線路（通常稱為大跨越導線）振動較劇烈。這主要是由于水面開闊、平坦，微風通過時幾乎不受任何阻擋，能保持層流狀態(tài)，給水面上的架空輸電線路以最大的微風振動能量，使導線受到嚴重的微風振動危害。特別是導線上線夾出口處，由于長期處于曲折狀態(tài)，若不采取任何防振措施，線股上將產生很大的動彎應變，長期如此將導致疲勞斷股，影響線路安全。

2.舞動

舞動是一種由導線上的非對稱覆冰引起的低頻率（0～3Hz）、大振幅（幾m至十幾m）的振動現(xiàn)象。舞動多在導線覆冰厚度3rn/n以上、氣溫0。C左右時發(fā)生。此時，如遇上6～16m/s的風力（4～7級風），極易發(fā)生舞動。舞動時，全檔架空線做定向的波浪式起伏運動。由于振幅較大，容易引起相間或導線對地間的閃絡，造成金具損壞、線路跳閘停電、拉倒桿塔、導線折斷等事故。

3.次檔距振動

隨著大容量、遠距離輸電技術的發(fā)展，分裂導線已普遍被采用。目前，我國330kV線路多采用2分裂導線；500kV線路多采用4分裂導線；目前正在興建的750kV線路采用的是6分裂導線。為保證同相各導線間的相對位置，必須在線路上安裝各種類型的間隔棒。次檔距振動就是間隔棒之間導線的振動。其頻率為1～2I-h，振幅為100～500in/n，介于微風振動和舞動之間。次檔距振動造成分裂導線相互撞擊，損傷導線和間隔棒。

三、導線振動的產生

振動問題是一個十分復雜的問題，產生振動的主要原因是風的作用，影響導線振動的因素主要有：

1.風的形式和風速；凡是有利于形成穩(wěn)定均勻的氣流時，導線就容易產生振動。規(guī)程規(guī)定：形成導線振動的下、上限風速為0.5～4.5m/S。

2.風向；當風向與導線軸向夾角為45o -90o時，會產生穩(wěn)定的振動；當夾角為30o-45o時，產生不穩(wěn)定的振動；當夾角小于20o～30o時，則很少產生振動。

3.地形、地物；一般平坦開闊地帶為易振地區(qū)；屏障地帶屬于不易起振地區(qū)。

4.導線靜態(tài)應力；導線靜態(tài)應力越高，導線產生振動時，所造成的危害也越大。穩(wěn)定均勻的氣流之所以能引起導線的振動，是因為微風在導線的背風面的上部或下部產生上下交替的“旋渦”，因而對導線產生上下交替的沖擊力。當“旋渦”位于導線的右下側時，導線受到向上的沖擊力，這時導線將向上移動，隨著導線的向上移動，“旋渦”上方的氣壓減小，“旋渦”將以更快的速度向上移動，又使導線受到向下的沖擊力，在此交替沖擊力的作用下，導線將振動起來并沿導線向遠處傳播。導線受到沖擊力作用的頻率，就是“旋渦”交替出現(xiàn)的頻率，一般它與風速成正比，并與導線的直徑有關。

5.導、地線懸掛點高度的影響；導、地線懸掛點越高，地面對風的均勻性破壞程度就越小，引起風振動的風速范圍也將較大，因而產生振動的持續(xù)時問也較長，振幅較大。一般情況下.引起風振動的風速下限值為O.5r以。

6.檔距大小的影響；檔距大小對架空線的振動也有很大的影響。

當檔距較大時，導線長度也較長。這就使得振動的半波數(shù)增加了，這時風輸入架空線的振動能量也較大，因此振動也越劇烈。一般，當檔距在75-100m以下時，不需要安裝防振措施。

四、導線振動的防治方法

1.盡量減弱產生振動的條件。如盡量避免線路通過開闊地帶，降低導線的年平均運行應力等措施。

2.加強導線自身的耐振能力?？刹捎闷趶姸葮O限高的導線，采用柔性橫擔、偏心導線，安裝護線條、預絞絲，改善線夾結構等措施。

3.吸收導線的振動能量，降低振動強度?？稍诰€路上加裝防振裝置，如防振錘和阻尼線，或采用自阻尼大的導線。

4.對于地處平坦開闊區(qū)的線路，在線路滿足對地安全距離的前提下。適當調整導線弧垂，以降低導線的運行張力，減少導線發(fā)生振動的機率。對于地處平坦開闊區(qū)又不能調整導線弧垂的線路，適當增設防震錘或加設阻尼線，以加強線路的防震能力。

5.加強線路維護，提高安裝和檢修質量。桿塔組立完畢和導線架設完畢以后，都要按照有關規(guī)程對桿塔和金具的所有連接和緊固螺絲進行一次緊固檢查。對于地處平坦開闊區(qū)的線路，除桿塔的下部應采用防盜螺栓外，桿塔的中上部也應盡量使用防松螺栓或將螺母外螺紋打鉚，以防螺母松動。因為從導線振動的原理來看，輸電線路發(fā)生振動時，導線的振動力是向上或向下垂直導線方向的。而這個振動力的分量勢必要從導線的懸掛點（掛線橫擔）沿塔身向上或向下的傳送，在振動力的傳送過程里實際上也是一個力的衰減過程。

6.提高思想認識，加強對架空線路的防振觀念。從設計、施工、運行、檢修中采取了不同的防振措施，以提高架空電力線路運行的安全性和可靠性。

7.加強對輸電線路振動觀測技術的了解和學習，通過觀測人員提供的數(shù)據(jù)，能從數(shù)據(jù)中獲得冰風參數(shù)、線路結構參數(shù)、線路的走向、地形與地勢、振幅、頻率、節(jié)次、弧垂等，對線路振動機理、防治振動具有非常參考價值和實際意義。

五、結束語

架空輸電線路導線的振動和防振越來越受到技工作者的重視。經過多年的努力，取得了可喜的成果。但由于影響導線振動的因素很復雜，問題遠沒有根本解決。特別是我國在該領域起步較晚，在基礎理論研究方面仍較落后，設計資料也十分匱乏。因此，今后除要進一步加強基礎理論研究外，還應注重現(xiàn)場觀測和試驗研究，不斷充實和完善導線振動分析和防振設計所需的技術資料，實現(xiàn)振動分析和防振設計的計算機化。

參考文獻

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