導(dǎo)線的防振動和防舞動課件

導(dǎo)線和避雷線的振動和防振9.1導(dǎo)線和避雷線振動的類型和特點根據(jù)頻率和振幅的不同,導(dǎo)線的振動主要可分為以下3種:高頻微幅的微風(fēng)振動、中頻中幅的次擋距振動和低頻大振幅的舞動。此外還包括脫冰跳躍，橫向碰擊，短路振蕩和湍流振動等導(dǎo)線和避雷線的振動和防振9.1導(dǎo)線和避雷線振動的類型和特點導(dǎo)線受到微風(fēng)(1～3級)吹拂時,將產(chǎn)生周期性振動,稱為微風(fēng)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(rèn)為導(dǎo)線一直處于微風(fēng)振動狀態(tài)。線路所處地形及擋距大小與微風(fēng)振動關(guān)系較大。大擋距跨河(海)線路(通常稱為大跨越導(dǎo)線)振動較劇烈。這主要是由于水面開闊、平坦,微風(fēng)通過時幾乎不受任何阻擋,給水面上的架空輸電線路以最大的微風(fēng)振動能量,使導(dǎo)線受到嚴(yán)重的微風(fēng)振動危害。特別是導(dǎo)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(chǎn)生很大的動彎應(yīng)變,長期如此將導(dǎo)致疲勞斷股,影響線路安全。9.1.1微風(fēng)振動導(dǎo)線受到微風(fēng)(1～3級)吹拂時,將產(chǎn)生周期性9.1.2舞動舞動是一種由導(dǎo)線上的非對稱覆冰引起的低頻率(0～1Hz)、大振幅(幾m至十幾m,約為導(dǎo)線直徑的5一300倍)的振動現(xiàn)象。舞動多在導(dǎo)線覆冰厚度3mm以上、氣溫0°C左右發(fā)生。此時,如遇上6～16m/s的風(fēng)力(4～7級風(fēng)),極易發(fā)生舞動（由于其形態(tài)上下翻飛，形如龍舞，故稱舞動）。引起舞動的因素大致有三個方面，即線路的走向、地形與地勢，當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件（不均勻覆冰），線路的結(jié)構(gòu)。舞動最容易發(fā)生在弧垂較低的部位。因為弧垂最低點受到的垂直重力和水平分力最小故最容易被特定的風(fēng)力舉起。9.1.2舞動舞動是一種由導(dǎo)線上的非對稱覆冰引起我國發(fā)生舞動最多的是沈陽、鞍山、丹東、盤錦、錦州一帶。其次是湖北省的荊州、武漢、宜昌、荊門地區(qū)。這是因為每年的冬季及初春季節(jié)，我國西北方南下的干冷氣流和東南方北上的暖濕氣流在我國東北部、中部的偏沿海地區(qū)相匯，這些地區(qū)極易形成凍雨或凇雨地帶使導(dǎo)線覆冰，并且由于風(fēng)力較強，滿足了輸電線路起舞的基本要素而誘發(fā)舞動。

分裂導(dǎo)線比單導(dǎo)線容易舞動。單導(dǎo)線覆冰時,由于扭轉(zhuǎn)剛度小,在偏心覆冰作用下導(dǎo)線易發(fā)生很大扭轉(zhuǎn),使覆冰接近圓形;而分裂導(dǎo)線覆冰時,由于間隔棒的作用,每根子導(dǎo)線的相對扭轉(zhuǎn)剛度比單導(dǎo)線大得多,在偏心覆冰作用下,導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)極其微小,不能阻止導(dǎo)線覆冰的不對稱性,導(dǎo)線覆冰易形成翼形斷面。我國發(fā)生舞動最多的是沈陽、鞍山、丹東、盤錦、錦州一帶。導(dǎo)線的防振動和防舞動課件導(dǎo)線的防振動和防舞動課件9.1.3次擋距振蕩次擋距振蕩就是指發(fā)生在分列導(dǎo)線相鄰兩間隔棒之間的擋距中的一種振蕩。次擋距振蕩在線路中較少出現(xiàn)，通常在風(fēng)速為5～15m/s的風(fēng)力作用下，由于迎風(fēng)導(dǎo)線產(chǎn)生的紊流，影響到背風(fēng)導(dǎo)線而產(chǎn)生氣流的擾動，破壞了導(dǎo)線的平衡而形成振蕩。它的表現(xiàn)形式，常常是各導(dǎo)線不同期的擺動、周現(xiàn)性的分開和聚攏，導(dǎo)線在空間的運動軌跡呈現(xiàn)橢圓形狀。次擋距振動造成分裂導(dǎo)線相互撞擊,損傷導(dǎo)線和間隔棒。9.1.3次擋距振蕩次擋距振蕩就是指發(fā)生在分列容易產(chǎn)生次擋距振蕩的條件如下：1.分裂導(dǎo)線的間距與導(dǎo)線直徑比值2.線路的地理條件3.次擋距大小要求導(dǎo)線間距與導(dǎo)線直徑比值在15-18之間

防止措施：雙分裂導(dǎo)線采用垂直布置,或采用消振作用的阻尼間隔棒，以及增大子導(dǎo)線之間的間距等容易產(chǎn)生次擋距振蕩的條件如下：1.分裂導(dǎo)線的間距與導(dǎo)線直徑9.1.4電暈舞動電暈舞動現(xiàn)象發(fā)生在電位梯度超過2kV/mm，并且處于潮濕地區(qū)的高壓線路中，電暈舞動可導(dǎo)致導(dǎo)線、絕緣子和金具等的損傷，同時又造成電暈電力損耗和對通信、無線電、電視等設(shè)施的干擾。防止電暈舞動的措施是采用較粗的導(dǎo)線或分裂導(dǎo)線。9.1.5橫向碰擊橫向碰擊是由于周期性風(fēng)速的變化，作用在導(dǎo)線的某一段上，所形成的來回擺動。橫向碰擊易發(fā)生在山谷或水壩口等風(fēng)力集中的地方。一旦發(fā)生橫向碰擊，首先造成線間短路，其次是絕緣子和金具等的損壞。防止措施是在選擇線路路徑時，注意避開風(fēng)力集中的地段或增大線間距離。9.1.4電暈舞動電暈舞動現(xiàn)象發(fā)生在電位梯度超過2k9.1.6短路振蕩短路振蕩僅發(fā)生在分裂導(dǎo)線的線路上，短路時短路電流產(chǎn)生的電磁吸引力，使同相分裂的子導(dǎo)線間相互吸引，使每個次擋距內(nèi)都會產(chǎn)生一個半波長的碰擊振蕩。其后果是造成間隔棒和導(dǎo)線的碰擊損傷，改善措施是縮短間隔棒的間距和增加間隔棒的強度。9.1.7湍流振動導(dǎo)線在強風(fēng)作用下也會發(fā)生振動。在10m/s風(fēng)速時，20Hz左右，振幅與微風(fēng)振動的振幅相差不大。湍流振動的波形，一般是在低頻振動中寄生著高頻振動波。9.1.6短路振蕩短路振蕩僅發(fā)生在分裂導(dǎo)線的線路上，短9.2振動的基本理論9.2.1導(dǎo)線的振動當(dāng)電線受到穩(wěn)定的橫向風(fēng)均勻作用時，在電線被風(fēng)面將形成按一定頻率上下交替出現(xiàn)的氣流旋渦，它的依次出現(xiàn)和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fF與風(fēng)速和電線直徑有關(guān)，根據(jù)試驗可按下式計算:9.2.1.1振動的起因9.2振動的基本理論9.2.1導(dǎo)線的振動當(dāng)電線受到穩(wěn)定的導(dǎo)線的振動頻率與風(fēng)速成正比，與導(dǎo)線的直徑成反比，風(fēng)速越快，振動的頻率就越高，導(dǎo)線越細(xì)，振動的幾率就越大。以輸電線路常用的LGJ一185mm2鋼芯鋁絞線為例，在常見風(fēng)速(2～5級，風(fēng)速為1．6～10．7m／s)時，其振動頻率將在30～110Hz范圍內(nèi)，因此，導(dǎo)線受風(fēng)力吹動時，振動頻率在100Hz左右是經(jīng)常出現(xiàn)的自然現(xiàn)象。導(dǎo)線的振動頻率與風(fēng)速成正比，與導(dǎo)線的直徑成反比，風(fēng)速越導(dǎo)線振動的波形為駐波，即波節(jié)不變，波腹上下交替變化，而且一年中導(dǎo)線振動的什么頻率振動，線夾出口處總是一波節(jié)點，所以，導(dǎo)線振動使導(dǎo)線在線夾出口處反復(fù)拗折，引起材料疲勞。最后導(dǎo)致斷股、斷線事故.導(dǎo)線振動的波形為駐波，即波節(jié)不變，波腹上下交替變化，而且9.2.1.2導(dǎo)線的振動特性和影響因素1．導(dǎo)線振動的特性導(dǎo)線的受風(fēng)力吹動產(chǎn)生的振動按下式的規(guī)律變化：振幅的大小還與空氣氣流對導(dǎo)線的沖擊形式和氣流能量的大小有關(guān)，并與導(dǎo)線各股間的摩擦有關(guān)。波腹點的振幅與波長有關(guān)，且在相當(dāng)于低頻率振動又是最大波長時的振幅最大.9.2.1.2導(dǎo)線的振動特性和影響因素1．導(dǎo)線振動的特性最大振動角導(dǎo)線的允許振動角最大振動角導(dǎo)線的允許振動角導(dǎo)線固有自振頻率fD和導(dǎo)線應(yīng)力σ有關(guān)，隨著應(yīng)力的變化，導(dǎo)線有不同的固有自振頻率。而氣流旋渦的交替變化頻率介與風(fēng)速v有關(guān)。當(dāng)氣流旋渦的交替變化頻率介與導(dǎo)線某一固有自振頻率相等時，導(dǎo)線在該頻率下產(chǎn)生共振，此時振幅達(dá)到最大值。當(dāng)風(fēng)速變化致使fF變化時，振幅將有所下降，同時導(dǎo)線應(yīng)力也有所變化，導(dǎo)線固有自振頻率也隨之變化，有可能在另一頻率。導(dǎo)線固有自振頻率fD和導(dǎo)線應(yīng)力σ有關(guān)，隨著應(yīng)力的變化2.影響振動的因素影響振動的因素主要有：風(fēng)速、風(fēng)向、擋距、懸點高度、導(dǎo)線應(yīng)力以及地形、地物等。

1）風(fēng)的影響：當(dāng)風(fēng)速較大時，由于和地面摩擦加劇，使地面以上一定高度范圍內(nèi)的風(fēng)速均勻性遭到破壞。如果擋距增大，則為保證導(dǎo)線對地距離，導(dǎo)線懸掛點必然增高。離地面越高，風(fēng)速受地貌的影響越小，均勻性越好。所以必須適當(dāng)選擇引起導(dǎo)線振動的風(fēng)速范圍風(fēng)向和線路方向成45°---90°夾角時，導(dǎo)線產(chǎn)生穩(wěn)定振動。2.影響振動的因素影響振動的因素主要有：風(fēng)速、風(fēng)向、擋（2）導(dǎo)線的直徑和擋距的影響擋距越大、導(dǎo)線直徑越小，擋中形成完整半波數(shù)的機會越多，也就是導(dǎo)線產(chǎn)生共振的機會越多，導(dǎo)線振動程度也越嚴(yán)重。（2）導(dǎo)線的直徑和擋距的影響擋距越大、導(dǎo)線直徑越小，擋中形成（3）應(yīng)力對振動的影響靜態(tài)應(yīng)力越大，加重振動烈度。為此，在線路設(shè)計考慮防振問題時，選擇代表性的氣象條件，即年平均氣溫氣象條件，并規(guī)定這個氣象條件下導(dǎo)線的實際應(yīng)力不得超過某一規(guī)定值，即年平均運行應(yīng)力。（3）應(yīng)力對振動的影響靜態(tài)應(yīng)力越大，加重振動烈度。為9.3導(dǎo)線的防振動和防舞動導(dǎo)線振動和舞動是威脅輸電線路安全運行的重要因素。振動和舞動產(chǎn)生的危害是多方面的,諸如:跳閘、導(dǎo)線電弧燒傷、金具損壞、導(dǎo)線斷股、斷線、倒塔等。振動和舞動會造成重大的經(jīng)濟損失和社會影響。近年來我國架空輸電線路發(fā)生舞動狀況：湖北:2003年2月10日及3月5日,500kV龍斗、斗雙等輸電線路發(fā)生了2次強烈的舞動,舞動最大振幅超過7m,最長持續(xù)時間約10h。舞動造成金具(包括鐵塔螺栓)嚴(yán)重磨損、斷裂、脫落,絕緣子鋼腳斷裂,導(dǎo)線斷股、脫落,導(dǎo)線對地線放電、線路跳閘,送電被迫中斷。9.3導(dǎo)線的防振動和防舞動導(dǎo)線振動和舞動是威脅輸電線路安全2001年元月23～25日,500kV葛鳳輸電線路荊門-潛江段發(fā)生了大面積、長時間(持續(xù)46h)、強烈的舞動,舞動幅度達(dá)10m,致使多基耐張塔螺栓松動、塔材脫落,跳線磨損、金具損壞,隨時有倒塔的危險,葛鳳線被迫中斷送電,進(jìn)行搶修。

河南:2000年12月1日及2001年1月11日,河南電網(wǎng)多條220kV線路發(fā)生了導(dǎo)線舞動,造成金具損壞、線路跳閘、大面積停電等惡性事故。2003年2月9～10日,河南電網(wǎng)13個地市的線路遭受了導(dǎo)線舞動的侵害,舞動振幅達(dá)5～6m,造成豫南、豫東地區(qū)17條220kV線路、15條110kV線路、198條10kV線路跳閘,損失負(fù)荷265MW,損失電量178.5萬kW·h。2008年1月11日至13日，河南500千伏姚邵線導(dǎo)線發(fā)生強烈舞動，持續(xù)60小時，倒塔5基。2001年元月23～25日,500kV葛鳳輸電遼寧:1999年11月24日,遼寧電網(wǎng)發(fā)生大面積舞動,集中在兩錦地區(qū),舞動線路達(dá)30多條,造成66kV線路發(fā)生斷線和混線,并引起跳閘;500kV董王線部分球頭斷裂、斷線、倒塔,送電被迫中斷。2004年2月21～22日,雨轉(zhuǎn)雪同時伴有大風(fēng),氣溫驟降,導(dǎo)致輸電線路覆冰、導(dǎo)線嚴(yán)重舞動,線路跳閘。遼寧省的沈陽、大連、遼陽、營口、撫順、鞍山、盤錦7個城市相繼出現(xiàn)了不同程度的停電事故。其中沈陽、大連2個城市較為嚴(yán)重,大連市線路跳閘140條次,一個耐張檔內(nèi)連續(xù)6基桿塔倒塌,30座66kV變電所停電。沈陽11條66kV線路多次跳閘,9座66kV變電所停電,當(dāng)天16∶40左右,桃仙國際機場停電,這是沈陽桃仙國際機場遭遇開航以來最長時間的一次停電,導(dǎo)致多次航班被迫取消,機場被迫關(guān)閉30h。遼寧:1999年11月24日,遼寧電網(wǎng)發(fā)生大面積舞動,2010.1.20日山東電網(wǎng)500千伏黃濱（黃驊—濱州）I線故障跳閘，500千伏益川（淄川—益都）I、II線故障跳閘。短短3個小時內(nèi)，山東電網(wǎng)12條500千伏線路跳閘33次。9.3.1防振措施防振措施可從以下兩方面著手：(1)設(shè)法防止和減弱振動；(2）提高設(shè)備的耐振性能2010.1.20日山東電網(wǎng)500千伏黃濱（黃驊—濱州(1)設(shè)法防止和減弱振動的方法有：

1）設(shè)法消除引起導(dǎo)線振動的條件。如線路路徑避開易振區(qū)；年平均運行應(yīng)力降低到不易發(fā)生振動的程度等。2）利用線路設(shè)備本身的阻尼作用，以減小導(dǎo)線的振動。如采用柔性橫擔(dān)、偏心導(dǎo)線、防振線夾等。

3）在導(dǎo)線上加裝防振錘和阻尼線以吸收或減弱振動能量，消除導(dǎo)線振動對線路的危害。(1)設(shè)法防止和減弱振動的方法有：1）在線夾處導(dǎo)線加裝護線條或打背線，以增加線夾出口附近導(dǎo)線的剛性，減少彎曲應(yīng)力及擠應(yīng)力和磨損，同時也能對導(dǎo)線振動起一定阻尼作用2）改善線夾的耐振性能(2）提高設(shè)備的耐振性能2.防振裝置的安裝我國常用的防振裝置有FD、FG啞鈴型防振錘、FH環(huán)式扭矩型防振錘和經(jīng)過改進(jìn)的新FR音叉(錘頭形狀)型防振錘和護線條以及防振線阻尼間隔棒等1）在線夾處導(dǎo)線加裝護線條或打背線，以增加線夾出口附近導(dǎo)線FH環(huán)式扭矩型防振錘FD、FG啞鈴型防振錘FR音叉型防振錘FH環(huán)式扭矩型防振錘FD、FG啞鈴型防振錘FR音叉型防振錘大多數(shù)防振器的消振原理是將振動能量吸收轉(zhuǎn)化為熱能或聲能而散發(fā)掉，從而降低了導(dǎo)線的振幅，或是將大部分振動行波反射回到檔距中及限制那些嚴(yán)重的振動傳給不耐振的懸掛點。另外，絕緣子串、金具及桿塔等也對振動有一定的阻尼作用。分裂導(dǎo)線通過間隔棒把子導(dǎo)線聯(lián)系在一起，使各子導(dǎo)線互相牽扯，從而破壞和抑制了分裂線持續(xù)穩(wěn)定振動的形成，起到干擾和阻尼的作用。①防振錘的安裝在選擇防振錘型號時，首先防振錘的固有自振頻率應(yīng)與導(dǎo)線可能發(fā)生的振動頻率范圍相適應(yīng)；其次防振錘的重量要適當(dāng)，另外，還應(yīng)與導(dǎo)線型號相配合。防振錘的選擇按表9-4選擇大多數(shù)防振器的消振原理是將振動能量吸收轉(zhuǎn)化為熱能或聲能而

防振錘安裝位置的確定原則是：在最大波長和最小波長情況下，防振錘的安裝位置在線夾出口處第一個半波范圍內(nèi)，并對這兩種波長的波節(jié)點或波腹點具有相同的接近程度，即在這兩種情況下防振錘安裝點的“相角”的正弦絕對值相等。即防振錘安裝位置的確定原則是：在最大波長和最小波長防振錘的安裝距離防振錘的安裝距離（對懸垂線夾來說，是指自線夾出口至防振錘夾板中心間的距離；對耐張線夾來說，當(dāng)采用一般輕型螺栓式或壓接式耐張線夾時，也指自線夾出口至防振錘夾板中心間的距離）防振錘的安裝距離防振錘的安裝距離（對懸垂線夾來說，是指自實際工程中，安裝一個防振錘不足以抑制風(fēng)力，這就需要安裝多個防振錘實際工程中，安裝一個防振錘不足以抑制風(fēng)力，這就需要安裝多導(dǎo)線的防振動和防舞動課件阻尼線是一種結(jié)構(gòu)簡單但理論計算及其復(fù)雜的分布型消振器。架空線振動時，固定在架空線上的阻尼線相繼振動，架空線及阻尼線本身線股之間產(chǎn)生摩擦，消耗部分能量；另一些振動能量由振動波通過阻尼線與架空線的連接點，發(fā)生反復(fù)折射，使擋內(nèi)的穩(wěn)定振動遭到破壞，振動能量逐漸消耗掉。阻尼線取材方便、重力小、頻率特性寬。通過實驗證實，低頻率振動時，防振效果較好，高頻率振動時，阻尼線消振效果較好。3.阻尼線的安裝阻尼線是一種結(jié)構(gòu)簡單但理論計算及其復(fù)雜的分布型消振器導(dǎo)線直徑小，懸掛點高，導(dǎo)線的振動頻率高；所以，阻尼線較適合于小截面導(dǎo)線的防振。阻尼線通常于防振錘配合，用于輸電線路大跨越。阻尼線的扎固點應(yīng)考慮導(dǎo)線發(fā)生最大和最小振動波長時均能起到消振作用。當(dāng)扎固點位于波腹點或兩個相鄰綁扎點的相對變位最大時消振性能最好。導(dǎo)線直徑小，懸掛點高，導(dǎo)線的振動頻率高；所以，阻尼線較適例題9-1

某架空輸電線路中，有一耐張段各擋擋距分別為200、360、273米，導(dǎo)線為LGJ-95/20型，導(dǎo)線直徑為13.87mm,自重比載g1=35.187Nх10-3/(mmm2)，代表擋距l(xiāng)=300m,已知導(dǎo)線最高氣溫時應(yīng)力為68.55N/mm2

，最低氣溫時應(yīng)力為99.45N/mm2

試選防振錘的型號，安裝距離并統(tǒng)計該耐張段所需防振錘的個數(shù)。解：由表9-4，選用FD-2型防振錘。由表9-2，選振動風(fēng)速，vm=5m/s,vn=0.5m/s.

最大振動半波長:

最小振動半波長:例題9-1安裝距離由表9-5，該耐張段所需防振錘的個數(shù)安裝距離9.3.2導(dǎo)線防舞根據(jù)不同的線路防舞途徑,可將線路防舞措施歸納為避舞、抗舞和抑舞3種。一般應(yīng)優(yōu)先采用避舞、抗舞措施,無法實施或效果不佳時可采用抑舞措施.避舞措施通過調(diào)查研究地形、地貌和氣象條件,以選擇適當(dāng)?shù)木€路路徑、走向來避舞防舞。舞動易發(fā)生在導(dǎo)線易覆冰、風(fēng)大而平穩(wěn)的氣象區(qū)域,在選擇線路路徑時,應(yīng)考慮盡可能避開雨淞、濕雪頻繁、冬季多風(fēng)以及寬闊江河、峽谷、迎風(fēng)山坡和山脊等地形易舞動地區(qū)。此外,在選擇線路走向時,應(yīng)盡量使之平行于冬季主導(dǎo)風(fēng)向。避舞措施9.3.2導(dǎo)線防舞根據(jù)不同的線路防舞途徑,可將線路防（1）盡可能避開或少穿雨淞或凍雨地帶。（2）盡可能避開電線易覆冰、冬季多風(fēng)且風(fēng)向與線路交角接近正交的開闊江河、峽谷、迎風(fēng)山坡和山脊等易舞動地段。（3）在平原開闊地帶，應(yīng)盡可能避免線路走向與冬季主導(dǎo)風(fēng)向夾角過大，一般小于45度為好，夾角越小越不利于舞動的形成?？刮璐胧┦窃诓黄茐奈鑴訔l件前提下,通過提高線路的電氣和機械強度來抵抗導(dǎo)線舞動,使線路設(shè)備能在導(dǎo)線舞動時不被破壞并保持安全運行?？煞謩e從以下兩個方面進(jìn)行?？刮璐胧?）盡可能避開或少穿雨淞或凍雨地帶。抗舞措施是在不破壞（1）提高桿塔機械強度對鐵塔螺栓進(jìn)行緊固，加裝防松螺栓，防止倒塔斷線事故；同時考慮由于加裝防舞設(shè)施，使導(dǎo)線自重增加5％對鐵塔垂直荷載的影響以及導(dǎo)線弧垂增大對塔高的影響，提高鐵塔強度。（2）提高絕緣子串安全系數(shù)

線路舞動時將產(chǎn)生巨大的動態(tài)荷載，絕緣子串首當(dāng)其沖，從各地發(fā)生的舞動事故來看，絕緣子串(包括金具)舞動損壞是較為普遍的現(xiàn)象。因此，為增加線路的抗舞性能，絕緣子串應(yīng)予加強。新建線路可根據(jù)工程實際情況在易舞動區(qū)域絕緣子串的安全系數(shù)適當(dāng)增加。對絕緣子而言，增大絕緣子串的質(zhì)量(加重錘)有助于降低應(yīng)張力變化引起的振幅。同時采用v型絕緣子串可抑制振動，可提高抗舞性能。（1）提高桿塔機械強度（2）提高絕緣子串安全系數(shù)抑舞措施是在舞動嚴(yán)重的線路上加裝防舞裝置,以破壞舞動形成的條件,抑制舞動的幅度,消除舞動可能造成的危害,保證線路安全運行。抑舞措施

（1）通過改變導(dǎo)線特性來抑制舞動，多數(shù)防舞器屬于此類，包括失諧擺、抑制扭振型防舞器、雙擺防舞器、整體式偏心重錘等；（2）通過提高導(dǎo)線系統(tǒng)的自阻尼來抑制舞動，如由加拿大A.T.Edwardi(愛德華滋)設(shè)計的終端阻尼器；（3）通過提高風(fēng)動阻力來達(dá)到抑制舞動，如由A.S.Richardson(理查德遜)研制的空氣動力阻尼器；抑舞措施是在舞動嚴(yán)重的線路上加裝防舞裝置,以破壞舞動形成（4）通過擾亂沿檔氣流來達(dá)到抑制舞動，如擾流防舞器；（5）提高導(dǎo)線的運行張力和縮短檔距也可達(dá)到一定的抑制舞動的效果。（6）其它防舞裝置及措施，如阻尼型防舞器、相間間隔棒防舞等（4）通過擾亂沿檔氣流來達(dá)到抑制舞動，如擾流防舞器；序號防舞器主要特點1雙擺防舞器 適用于分裂導(dǎo)線，安裝方便，防舞效果較好。2相間間隔棒 存在老化、放電、彎曲等問題，可應(yīng)用于220kV以下電壓等級的輸電線路，緊湊型線路可采用，防舞效果較好。3擾流防舞器（防舞鞭） 主要用于覆冰較薄的地區(qū)，單導(dǎo)線上應(yīng)用多于分裂導(dǎo)線。4阻尼器、減振器 對低頻舞動較有效。5偏心重錘 適用于分裂導(dǎo)線，應(yīng)注意對微風(fēng)振動的影響，防舞效果較好。序號防舞器主要特點1雙擺防舞器 適用于分裂導(dǎo)線，安裝方便，防序號防舞器主要特點6失諧擺 單導(dǎo)線上應(yīng)用有效，分裂導(dǎo)線上的應(yīng)用有待研究。7壓重防舞器（集中防振錘）應(yīng)注意對導(dǎo)線弧垂、微風(fēng)振動等的影響。8動力減振器 國外應(yīng)用較多。9線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒 防舞效果良好，對線路不會產(chǎn)生負(fù)面影響。10線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒雙擺防舞器 防舞效果好，需與線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒結(jié)合使用。序號防舞器主要特點6失諧擺 單導(dǎo)線上應(yīng)用有效，分裂導(dǎo)線上的應(yīng)

導(dǎo)線和避雷線的振動和防振9.1導(dǎo)線和避雷線振動的類型和特點根據(jù)頻率和振幅的不同,導(dǎo)線的振動主要可分為以下3種:高頻微幅的微風(fēng)振動、中頻中幅的次擋距振動和低頻大振幅的舞動。此外還包括脫冰跳躍，橫向碰擊，短路振蕩和湍流振動等導(dǎo)線和避雷線的振動和防振9.1導(dǎo)線和避雷線振動的類型和特點導(dǎo)線受到微風(fēng)(1～3級)吹拂時,將產(chǎn)生周期性振動,稱為微風(fēng)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(rèn)為導(dǎo)線一直處于微風(fēng)振動狀態(tài)。線路所處地形及擋距大小與微風(fēng)振動關(guān)系較大。大擋距跨河(海)線路(通常稱為大跨越導(dǎo)線)振動較劇烈。這主要是由于水面開闊、平坦,微風(fēng)通過時幾乎不受任何阻擋,給水面上的架空輸電線路以最大的微風(fēng)振動能量,使導(dǎo)線受到嚴(yán)重的微風(fēng)振動危害。特別是導(dǎo)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(chǎn)生很大的動彎應(yīng)變,長期如此將導(dǎo)致疲勞斷股,影響線路安全。9.1.1微風(fēng)振動導(dǎo)線受到微風(fēng)(1～3級)吹拂時,將產(chǎn)生周期性9.1.2舞動舞動是一種由導(dǎo)線上的非對稱覆冰引起的低頻率(0～1Hz)、大振幅(幾m至十幾m,約為導(dǎo)線直徑的5一300倍)的振動現(xiàn)象。舞動多在導(dǎo)線覆冰厚度3mm以上、氣溫0°C左右發(fā)生。此時,如遇上6～16m/s的風(fēng)力(4～7級風(fēng)),極易發(fā)生舞動（由于其形態(tài)上下翻飛，形如龍舞，故稱舞動）。引起舞動的因素大致有三個方面，即線路的走向、地形與地勢，當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件（不均勻覆冰），線路的結(jié)構(gòu)。舞動最容易發(fā)生在弧垂較低的部位。因為弧垂最低點受到的垂直重力和水平分力最小故最容易被特定的風(fēng)力舉起。9.1.2舞動舞動是一種由導(dǎo)線上的非對稱覆冰引起我國發(fā)生舞動最多的是沈陽、鞍山、丹東、盤錦、錦州一帶。其次是湖北省的荊州、武漢、宜昌、荊門地區(qū)。這是因為每年的冬季及初春季節(jié)，我國西北方南下的干冷氣流和東南方北上的暖濕氣流在我國東北部、中部的偏沿海地區(qū)相匯，這些地區(qū)極易形成凍雨或凇雨地帶使導(dǎo)線覆冰，并且由于風(fēng)力較強，滿足了輸電線路起舞的基本要素而誘發(fā)舞動。

分裂導(dǎo)線比單導(dǎo)線容易舞動。單導(dǎo)線覆冰時,由于扭轉(zhuǎn)剛度小,在偏心覆冰作用下導(dǎo)線易發(fā)生很大扭轉(zhuǎn),使覆冰接近圓形;而分裂導(dǎo)線覆冰時,由于間隔棒的作用,每根子導(dǎo)線的相對扭轉(zhuǎn)剛度比單導(dǎo)線大得多,在偏心覆冰作用下,導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)極其微小,不能阻止導(dǎo)線覆冰的不對稱性,導(dǎo)線覆冰易形成翼形斷面。我國發(fā)生舞動最多的是沈陽、鞍山、丹東、盤錦、錦州一帶。導(dǎo)線的防振動和防舞動課件導(dǎo)線的防振動和防舞動課件9.1.3次擋距振蕩次擋距振蕩就是指發(fā)生在分列導(dǎo)線相鄰兩間隔棒之間的擋距中的一種振蕩。次擋距振蕩在線路中較少出現(xiàn)，通常在風(fēng)速為5～15m/s的風(fēng)力作用下，由于迎風(fēng)導(dǎo)線產(chǎn)生的紊流，影響到背風(fēng)導(dǎo)線而產(chǎn)生氣流的擾動，破壞了導(dǎo)線的平衡而形成振蕩。它的表現(xiàn)形式，常常是各導(dǎo)線不同期的擺動、周現(xiàn)性的分開和聚攏，導(dǎo)線在空間的運動軌跡呈現(xiàn)橢圓形狀。次擋距振動造成分裂導(dǎo)線相互撞擊,損傷導(dǎo)線和間隔棒。9.1.3次擋距振蕩次擋距振蕩就是指發(fā)生在分列容易產(chǎn)生次擋距振蕩的條件如下：1.分裂導(dǎo)線的間距與導(dǎo)線直徑比值2.線路的地理條件3.次擋距大小要求導(dǎo)線間距與導(dǎo)線直徑比值在15-18之間

防止措施：雙分裂導(dǎo)線采用垂直布置,或采用消振作用的阻尼間隔棒，以及增大子導(dǎo)線之間的間距等容易產(chǎn)生次擋距振蕩的條件如下：1.分裂導(dǎo)線的間距與導(dǎo)線直徑9.1.4電暈舞動電暈舞動現(xiàn)象發(fā)生在電位梯度超過2kV/mm，并且處于潮濕地區(qū)的高壓線路中，電暈舞動可導(dǎo)致導(dǎo)線、絕緣子和金具等的損傷，同時又造成電暈電力損耗和對通信、無線電、電視等設(shè)施的干擾。防止電暈舞動的措施是采用較粗的導(dǎo)線或分裂導(dǎo)線。9.1.5橫向碰擊橫向碰擊是由于周期性風(fēng)速的變化，作用在導(dǎo)線的某一段上，所形成的來回擺動。橫向碰擊易發(fā)生在山谷或水壩口等風(fēng)力集中的地方。一旦發(fā)生橫向碰擊，首先造成線間短路，其次是絕緣子和金具等的損壞。防止措施是在選擇線路路徑時，注意避開風(fēng)力集中的地段或增大線間距離。9.1.4電暈舞動電暈舞動現(xiàn)象發(fā)生在電位梯度超過2k9.1.6短路振蕩短路振蕩僅發(fā)生在分裂導(dǎo)線的線路上，短路時短路電流產(chǎn)生的電磁吸引力，使同相分裂的子導(dǎo)線間相互吸引，使每個次擋距內(nèi)都會產(chǎn)生一個半波長的碰擊振蕩。其后果是造成間隔棒和導(dǎo)線的碰擊損傷，改善措施是縮短間隔棒的間距和增加間隔棒的強度。9.1.7湍流振動導(dǎo)線在強風(fēng)作用下也會發(fā)生振動。在10m/s風(fēng)速時，20Hz左右，振幅與微風(fēng)振動的振幅相差不大。湍流振動的波形，一般是在低頻振動中寄生著高頻振動波。9.1.6短路振蕩短路振蕩僅發(fā)生在分裂導(dǎo)線的線路上，短9.2振動的基本理論9.2.1導(dǎo)線的振動當(dāng)電線受到穩(wěn)定的橫向風(fēng)均勻作用時，在電線被風(fēng)面將形成按一定頻率上下交替出現(xiàn)的氣流旋渦，它的依次出現(xiàn)和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fF與風(fēng)速和電線直徑有關(guān)，根據(jù)試驗可按下式計算:9.2.1.1振動的起因9.2振動的基本理論9.2.1導(dǎo)線的振動當(dāng)電線受到穩(wěn)定的導(dǎo)線的振動頻率與風(fēng)速成正比，與導(dǎo)線的直徑成反比，風(fēng)速越快，振動的頻率就越高，導(dǎo)線越細(xì)，振動的幾率就越大。以輸電線路常用的LGJ一185mm2鋼芯鋁絞線為例，在常見風(fēng)速(2～5級，風(fēng)速為1．6～10．7m／s)時，其振動頻率將在30～110Hz范圍內(nèi)，因此，導(dǎo)線受風(fēng)力吹動時，振動頻率在100Hz左右是經(jīng)常出現(xiàn)的自然現(xiàn)象。導(dǎo)線的振動頻率與風(fēng)速成正比，與導(dǎo)線的直徑成反比，風(fēng)速越導(dǎo)線振動的波形為駐波，即波節(jié)不變，波腹上下交替變化，而且一年中導(dǎo)線振動的什么頻率振動，線夾出口處總是一波節(jié)點，所以，導(dǎo)線振動使導(dǎo)線在線夾出口處反復(fù)拗折，引起材料疲勞。最后導(dǎo)致斷股、斷線事故.導(dǎo)線振動的波形為駐波，即波節(jié)不變，波腹上下交替變化，而且9.2.1.2導(dǎo)線的振動特性和影響因素1．導(dǎo)線振動的特性導(dǎo)線的受風(fēng)力吹動產(chǎn)生的振動按下式的規(guī)律變化：振幅的大小還與空氣氣流對導(dǎo)線的沖擊形式和氣流能量的大小有關(guān)，并與導(dǎo)線各股間的摩擦有關(guān)。波腹點的振幅與波長有關(guān)，且在相當(dāng)于低頻率振動又是最大波長時的振幅最大.9.2.1.2導(dǎo)線的振動特性和影響因素1．導(dǎo)線振動的特性最大振動角導(dǎo)線的允許振動角最大振動角導(dǎo)線的允許振動角導(dǎo)線固有自振頻率fD和導(dǎo)線應(yīng)力σ有關(guān)，隨著應(yīng)力的變化，導(dǎo)線有不同的固有自振頻率。而氣流旋渦的交替變化頻率介與風(fēng)速v有關(guān)。當(dāng)氣流旋渦的交替變化頻率介與導(dǎo)線某一固有自振頻率相等時，導(dǎo)線在該頻率下產(chǎn)生共振，此時振幅達(dá)到最大值。當(dāng)風(fēng)速變化致使fF變化時，振幅將有所下降，同時導(dǎo)線應(yīng)力也有所變化，導(dǎo)線固有自振頻率也隨之變化，有可能在另一頻率。導(dǎo)線固有自振頻率fD和導(dǎo)線應(yīng)力σ有關(guān)，隨著應(yīng)力的變化2.影響振動的因素影響振動的因素主要有：風(fēng)速、風(fēng)向、擋距、懸點高度、導(dǎo)線應(yīng)力以及地形、地物等。

1）風(fēng)的影響：當(dāng)風(fēng)速較大時，由于和地面摩擦加劇，使地面以上一定高度范圍內(nèi)的風(fēng)速均勻性遭到破壞。如果擋距增大，則為保證導(dǎo)線對地距離，導(dǎo)線懸掛點必然增高。離地面越高，風(fēng)速受地貌的影響越小，均勻性越好。所以必須適當(dāng)選擇引起導(dǎo)線振動的風(fēng)速范圍風(fēng)向和線路方向成45°---90°夾角時，導(dǎo)線產(chǎn)生穩(wěn)定振動。2.影響振動的因素影響振動的因素主要有：風(fēng)速、風(fēng)向、擋（2）導(dǎo)線的直徑和擋距的影響擋距越大、導(dǎo)線直徑越小，擋中形成完整半波數(shù)的機會越多，也就是導(dǎo)線產(chǎn)生共振的機會越多，導(dǎo)線振動程度也越嚴(yán)重。（2）導(dǎo)線的直徑和擋距的影響擋距越大、導(dǎo)線直徑越小，擋中形成（3）應(yīng)力對振動的影響靜態(tài)應(yīng)力越大，加重振動烈度。為此，在線路設(shè)計考慮防振問題時，選擇代表性的氣象條件，即年平均氣溫氣象條件，并規(guī)定這個氣象條件下導(dǎo)線的實際應(yīng)力不得超過某一規(guī)定值，即年平均運行應(yīng)力。（3）應(yīng)力對振動的影響靜態(tài)應(yīng)力越大，加重振動烈度。為9.3導(dǎo)線的防振動和防舞動導(dǎo)線振動和舞動是威脅輸電線路安全運行的重要因素。振動和舞動產(chǎn)生的危害是多方面的,諸如:跳閘、導(dǎo)線電弧燒傷、金具損壞、導(dǎo)線斷股、斷線、倒塔等。振動和舞動會造成重大的經(jīng)濟損失和社會影響。近年來我國架空輸電線路發(fā)生舞動狀況：湖北:2003年2月10日及3月5日,500kV龍斗、斗雙等輸電線路發(fā)生了2次強烈的舞動,舞動最大振幅超過7m,最長持續(xù)時間約10h。舞動造成金具(包括鐵塔螺栓)嚴(yán)重磨損、斷裂、脫落,絕緣子鋼腳斷裂,導(dǎo)線斷股、脫落,導(dǎo)線對地線放電、線路跳閘,送電被迫中斷。9.3導(dǎo)線的防振動和防舞動導(dǎo)線振動和舞動是威脅輸電線路安全2001年元月23～25日,500kV葛鳳輸電線路荊門-潛江段發(fā)生了大面積、長時間(持續(xù)46h)、強烈的舞動,舞動幅度達(dá)10m,致使多基耐張塔螺栓松動、塔材脫落,跳線磨損、金具損壞,隨時有倒塔的危險,葛鳳線被迫中斷送電,進(jìn)行搶修。

河南:2000年12月1日及2001年1月11日,河南電網(wǎng)多條220kV線路發(fā)生了導(dǎo)線舞動,造成金具損壞、線路跳閘、大面積停電等惡性事故。2003年2月9～10日,河南電網(wǎng)13個地市的線路遭受了導(dǎo)線舞動的侵害,舞動振幅達(dá)5～6m,造成豫南、豫東地區(qū)17條220kV線路、15條110kV線路、198條10kV線路跳閘,損失負(fù)荷265MW,損失電量178.5萬kW·h。2008年1月11日至13日，河南500千伏姚邵線導(dǎo)線發(fā)生強烈舞動，持續(xù)60小時，倒塔5基。2001年元月23～25日,500kV葛鳳輸電遼寧:1999年11月24日,遼寧電網(wǎng)發(fā)生大面積舞動,集中在兩錦地區(qū),舞動線路達(dá)30多條,造成66kV線路發(fā)生斷線和混線,并引起跳閘;500kV董王線部分球頭斷裂、斷線、倒塔,送電被迫中斷。2004年2月21～22日,雨轉(zhuǎn)雪同時伴有大風(fēng),氣溫驟降,導(dǎo)致輸電線路覆冰、導(dǎo)線嚴(yán)重舞動,線路跳閘。遼寧省的沈陽、大連、遼陽、營口、撫順、鞍山、盤錦7個城市相繼出現(xiàn)了不同程度的停電事故。其中沈陽、大連2個城市較為嚴(yán)重,大連市線路跳閘140條次,一個耐張檔內(nèi)連續(xù)6基桿塔倒塌,30座66kV變電所停電。沈陽11條66kV線路多次跳閘,9座66kV變電所停電,當(dāng)天16∶40左右,桃仙國際機場停電,這是沈陽桃仙國際機場遭遇開航以來最長時間的一次停電,導(dǎo)致多次航班被迫取消,機場被迫關(guān)閉30h。遼寧:1999年11月24日,遼寧電網(wǎng)發(fā)生大面積舞動,2010.1.20日山東電網(wǎng)500千伏黃濱（黃驊—濱州）I線故障跳閘，500千伏益川（淄川—益都）I、II線故障跳閘。短短3個小時內(nèi)，山東電網(wǎng)12條500千伏線路跳閘33次。9.3.1防振措施防振措施可從以下兩方面著手：(1)設(shè)法防止和減弱振動；(2）提高設(shè)備的耐振性能2010.1.20日山東電網(wǎng)500千伏黃濱（黃驊—濱州(1)設(shè)法防止和減弱振動的方法有：

1）設(shè)法消除引起導(dǎo)線振動的條件。如線路路徑避開易振區(qū)；年平均運行應(yīng)力降低到不易發(fā)生振動的程度等。2）利用線路設(shè)備本身的阻尼作用，以減小導(dǎo)線的振動。如采用柔性橫擔(dān)、偏心導(dǎo)線、防振線夾等。

3）在導(dǎo)線上加裝防振錘和阻尼線以吸收或減弱振動能量，消除導(dǎo)線振動對線路的危害。(1)設(shè)法防止和減弱振動的方法有：1）在線夾處導(dǎo)線加裝護線條或打背線，以增加線夾出口附近導(dǎo)線的剛性，減少彎曲應(yīng)力及擠應(yīng)力和磨損，同時也能對導(dǎo)線振動起一定阻尼作用2）改善線夾的耐振性能(2）提高設(shè)備的耐振性能2.防振裝置的安裝我國常用的防振裝置有FD、FG啞鈴型防振錘、FH環(huán)式扭矩型防振錘和經(jīng)過改進(jìn)的新FR音叉(錘頭形狀)型防振錘和護線條以及防振線阻尼間隔棒等1）在線夾處導(dǎo)線加裝護線條或打背線，以增加線夾出口附近導(dǎo)線FH環(huán)式扭矩型防振錘FD、FG啞鈴型防振錘FR音叉型防振錘FH環(huán)式扭矩型防振錘FD、FG啞鈴型防振錘FR音叉型防振錘大多數(shù)防振器的消振原理是將振動能量吸收轉(zhuǎn)化為熱能或聲能而散發(fā)掉，從而降低了導(dǎo)線的振幅，或是將大部分振動行波反射回到檔距中及限制那些嚴(yán)重的振動傳給不耐振的懸掛點。另外，絕緣子串、金具及桿塔等也對振動有一定的阻尼作用。分裂導(dǎo)線通過間隔棒把子導(dǎo)線聯(lián)系在一起，使各子導(dǎo)線互相牽扯，從而破壞和抑制了分裂線持續(xù)穩(wěn)定振動的形成，起到干擾和阻尼的作用。①防振錘的安裝在選擇防振錘型號時，首先防振錘的固有自振頻率應(yīng)與導(dǎo)線可能發(fā)生的振動頻率范圍相適應(yīng)；其次防振錘的重量要適當(dāng)，另外，還應(yīng)與導(dǎo)線型號相配合。防振錘的選擇按表9-4選擇大多數(shù)防振器的消振原理是將振動能量吸收轉(zhuǎn)化為熱能或聲能而

防振錘安裝位置的確定原則是：在最大波長和最小波長情況下，防振錘的安裝位置在線夾出口處第一個半波范圍內(nèi)，并對這兩種波長的波節(jié)點或波腹點具有相同的接近程度，即在這兩種情況下防振錘安裝點的“相角”的正弦絕對值相等。即防振錘安裝位置的確定原則是：在最大波長和最小波長防振錘的安裝距離防振錘的安裝距離（對懸垂線夾來說，是指自線夾出口至防振錘夾板中心間的距離；對耐張線夾來說，當(dāng)采用一般輕型螺栓式或壓接式耐張線夾時，也指自線夾出口至防振錘夾板中心間的距離）防振錘的安裝距離防振錘的安裝距離（對懸垂線夾來說，是指自實際工程中，安裝一個防振錘不足以抑制風(fēng)力，這就需要安裝多個防振錘實際工程中，安裝一個防振錘不足以抑制風(fēng)力，這就需要安裝多導(dǎo)線的防振動和防舞動課件阻尼線是一種結(jié)構(gòu)簡單但理論計算及其復(fù)雜的分布型消振器。架空線振動時，固定在架空線上的阻尼線相繼振動，架空線及阻尼線本身線股之間產(chǎn)生摩擦，消耗部分能量；另一些振動能量由振動波通過阻尼線與架空線的連接點，發(fā)生反復(fù)折射，使擋內(nèi)的穩(wěn)定振動遭到破壞，振動能量逐漸消耗掉。阻尼線取材方便、重力小、頻率特性寬。通過實驗證實，低頻率振動時，防振效果較好，高頻率振動時，阻尼線消振效果較好。3.阻尼線的安裝阻尼線是一種結(jié)構(gòu)簡單但理論計算及其復(fù)雜的分布型消振器導(dǎo)線直徑小，懸掛點高，導(dǎo)線的振動頻率高；所以，阻尼線較適合于小截面導(dǎo)線的防振。阻尼線通常于防振錘配合，用于輸電線路大跨越。阻尼線的扎固點應(yīng)考慮導(dǎo)線發(fā)生最大和最小振動波長時均能起到消振作用。當(dāng)扎固點位于波腹點或兩個相鄰綁扎點的相對變位最大時消振性能最好。導(dǎo)線直徑小，懸掛點高，導(dǎo)線的振動頻率高；所以，阻尼線較適例題9-1

某架空輸電線路中，有一耐張段各擋擋距分別為200、360、273米，導(dǎo)線為LGJ-95/20型，導(dǎo)線直徑為13.87mm,自重比載g1=35.187Nх10-3/(mmm2)，代表擋距l(xiāng)=300m,已知導(dǎo)線最高氣溫時應(yīng)力為68.55N/mm2

，最低氣溫時應(yīng)力為99.45N/mm2

試選防振錘的型號，安裝距離并統(tǒng)計該耐張段所需防振錘的個數(shù)。解：由表9-4，選用FD-2型防振錘。由表9-2，選振動風(fēng)速，vm=5m/s,vn=0.5m/s.

最大振動半波長:

最小振動半波長:例題9-1安裝距離由表9-5，該耐張段所需防振錘的個數(shù)安裝距離9.3.2導(dǎo)