电力线路振动及其防振措施

摘要：导线在运行中，常年要受到风力的作用，这不但增加了导线的水平荷载，而且还将引起导线的振动。导线的振动按频率和振幅来分可分为微风振动和舞动；其中．导线的微风振动最为频繁，振动持续时间较长，常常会引起导线的疲劳断股，甚至断线，造成该回路的不对称运行，这对电力系统的稳定是很不利的，本文对这几点将进行了论述。

关键词：导线；振动；防震措施；

中图分类号：F407文献标识码： A

一、电力线路振动产生

产生振动的种类主要有如下几种：1、架空线路上的电线受风的整栋出现均匀低风速下的微风振动；2、个别覆冰情况下的舞动；3、分裂导线加间隔棒时发生次档距振荡。

微风振动主要由均匀微风作用下，在电线下风侧发生周期性的卡门涡流激起电线上下振动，振动频率为3―150Hz，振幅一般小于电线直径。主要危害是电线疲劳断股，损坏防振装置、绝缘子和金具，振松紧固螺栓、磨损电线。

舞动尝试主要由电力外形不对称，风对电线产生上扬力和拽力所致，振动频率为0.1―1Hz，振幅在12m以下。主要危害是相间短路烧伤或烧断电线，引起电线、护线条断股，间隔棒、防振装置、绝缘子、金具及杆塔等损坏。

次档距振荡主要由两根导线较近且构成的平面与风向相接近时，上风侧导线的尾流招致下风侧导线失去平衡，又引起上风侧导线同时产生振荡，振荡频率为1―5Hz，振幅为电线直径―500mm。主要危害是子导线鞭击磨损导线，损坏间隔棒、金具。

二、影响电力线路振动的因素

1、振动成因

振动的两个体现量是频率（f）、振幅（Y)。以下以微风振动为例分析引起的振动因素。

频率分为固有频率（fc）和冲击力频率(fw），按下列公式计算：

（式1）

（式2）

式中 K―系数，与雷诺数有关，一般取200；

v―垂直于电线的风速，m/s；

d―电线的直径，mm；

n―档内振动半波数，为正整数；

L―档内电线长度，m；

Y―电线张力，N；

m―电线单位质量，kg/m；

λ―波长，m；

如果电线以某一频率fc振动，且与fw相近在±20%范围之内，则旋涡的脱离受电线频率控制，同时沿电线各点脱离形成同步。当fc=fw时，形成共振，此时电线振幅达最大，用（A）表示。

在理想条件下形成驻波振动可表示为：

（式3）

2、振动强度影响因素

送电线路的电线振动，由风力输入给振动体的能量和振动体系内消耗的能量达到平衡状态时，就确定了导线稳定振动的振幅。

影响线路振动强度有振动频率、地形及地物、风速及风向、档距及悬挂点高度、导线张力、电线规格及结构六方面因素。

三、防振措施的种类

采用T/m（1）值来判断防振措施是种行之有效的判别方法。

架空线路在B类地区的单导线，当档距不超过500m时，在最低气温月的平均气温条件下：

T/m值（m2/S2) 采用防振措施

≤16900 无防护条

≤17500 加装防护条

（19500,20500） 档中加装一个防振锤

（21500,22500） 档中加装两个防振锤

注（1）为电线平均运行张力与其单位长度质量之比。

以上表明，电线的张力越大，单位长度质量越小其振动越严重。

目前，各国在送电线路防振锤的安装数量和距离的问题还有较大的差异，我国在防振锤数量和距离方面主要沿用前苏联的技术，存在防振锤安装数量多、防振效果不明显的特点，这些问题都有待进一步研究解决。

四、 电力线路的运行和维护措施

1、加大电力线路资金上的投入

在用户处或靠近用户的变电所中装设无功补偿设备。在负荷的有功功率保持不变的条件下，提高负荷的功率因素，减小负荷所需的无功功率Q，也就减少线路和变压器中的有功功率和电能损耗。无功补偿设备如同步调相机、静止补偿器、电力电容器。无功需要量大时可用同步调相机，无功需要量小时可用电力电容器，冲击性负荷用静止补偿器。无功补偿设备的放置地点要根据实际情况而定。提高电力网的电压等级。例如把6kV的电力网升为10kV，把35kV的电力网升压为110kV等。这种方法对降低电能损耗比较明显，但投资也明显增加。采用该方法时，应当通过技术经济比较。加强输电线路结构的完整，增加线路回路或增设变压器，把原来的旧变压器换成节能变压器。由于线路输送功率增加，有一些旧线路的导线截面较小，以致电压损耗和线路损耗都很大。在不可能升压的情况下，可以更换截面较大的导线，或加装复导线来增大线路的输送容量，同时达到降低线损的目的。

2、强化电力运行和维护

充分利用发电机和调相机的无功功率对发电厂和变电所的变压器选择正确的分接头，以便尽可能提高运行电压水平，达到降低电能损耗的要求。改变原来电网的接线方式，以最有利的接线方式参加运行及时改进线路的迂回、倒送、防止卡脖子等。在有条件的地方，可将开式网改为闭式网，在辐射形电力网中，按有功功率损耗最少条件求得的各点把网络分割。

加强对配电设备的维护。在对电力变压器的运行和维护上，电力变压器是变电所的核心设备，值班人员应定时巡视检查，以便了解和掌握变压器的运行情况，及时发现其存在的缺陷或出现的异常情况，从而采取相应措施，防止事故的发生或扩大，以保证供电安全可靠。配电设备也应定期巡视检查，以便发现运行中出现的设备缺陷和故障，及时采取措施予以消防。在变压器和电力设备巡视检查中发现的导常情况，应记入专用记录本内，重要情况及时上报，做相应处理。

对电缆线路的运行和维护。首先设置对电力线缆的巡视检查期限，一般要求每季进行1 次巡视检查。对户外终端头，应每月检查1 次。如遇大雨及地震等特殊情况或发生故障时，还需临时增加巡视次数。在巡视中需要注意的是电缆沟内有无积水、渗水现象，是否堆有杂物或易燃易爆危险品；电缆头及瓷套管是否清洁,有无破损和放电痕迹，对填充有电缆胶(油)的电缆头，还应检查有无漏油溢胶现象；对于明敷电缆，应检查电缆外皮有无机械损伤、金属护套是否腐蚀穿孔或胀裂，沿线支架、挂钩是否牢固，线路附近有无易燃、易爆危险品或腐蚀性物质；对于暗敷及埋地电缆，应检查沿线的盖板和其他保护物是否完好，走线标志是否完整无缺,有无挖掘痕迹等四个方面。万一出现问题应该及时组织相关人员抢修，保证电力线路的正常运行。

3、防止电力线路被盗窃

近些年来，一些不法分子开始盗取电力设备器材以换取一时的利益。此类偷盗行为造成了非常大的危害性。这是因为，一来架空电力线路的导线、塔材、螺栓、砼杆拉线、接地钢筋等设施一旦被盗，实物价值还在其次，更重要的是检修，安装工作十分复杂，会带来长时间的供电中断，给地区经济建设带来很大危害；另一方面，增加了线路维护的人、财、物投入，还直接危及到线路的安全运行；最重要的是，电力设备、器材的丢失会给电力工作人员的人身安全带来很大威胁。针对次来偷盗电力设备器材的行为，所以为防止人为故意破坏，对易发生偷盗的线路或区段应该采取以下措施：认真做好线路定期巡视，增加特巡次数，配备特定人员负责巡视工作；一旦发现电力设备器材失窃，要及时补装失窃的塔材，螺栓、NUT线夹等器材，对容易丢失的特殊器材如砼杆拉线的地面部分做混凝土防护套；对盗窃分子容易得手的，铁塔的基础到塔身8 m段加装防盗螺栓。要大力宣传电力设施保护的重要性。以及电力设施对地区发展。对地区人民的重要性，加强电力设施保护的宣传。建立健全群众护线制度，聘用群众护线员，发挥群众的力量保护电力线路。电力部门要与当地执法部门建立紧密联系，一旦出现问题要及时报告情况，以便对恶劣的盗窃行为及时侦破，并预防此类事件的频繁发生。

结语：

为保证以上措施的有效性还需要采取其它的一些措施。在电力线路材料的使用上要严格把关，保证所使用的材料符合国家标准，防止质量不合格的电缆投入使用。在设计上，必须聘用拥有资深设计经验的设计人员，保证设计的合理性。树立良好的群众基础，在群众心目中留下一个好的印象，加大宣传让群众知道供电线路的重要性等一系列的措施。

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