220kV輸電線路導(dǎo)線防舞動設(shè)計研究_第1頁
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220kV輸電線路導(dǎo)線防舞動設(shè)計研究摘要:輸電線路導(dǎo)線在特殊條件下產(chǎn)生的舞動,給線路的安全運行帶來了很大的影響,本文對架空輸電線路導(dǎo)線舞動情況進行調(diào)查分析,提出幾種防舞動的措施,進行經(jīng)濟比較。關(guān)鍵詞:輸電線路;防舞動;研究1線路舞動分析導(dǎo)線舞動是導(dǎo)線振動的一種,它不同于微風(fēng)振動和次檔距振動,舞動是一種低頻高幅振動,這種振動與架空線固有頻率諧振,振幅很大,在大檔距中可能達到十幾米。導(dǎo)線舞動在橫向為橢圓形垂直運動,在縱向為波浪形沿導(dǎo)線傳播,檔距內(nèi)大多有2個點的振幅最大,當(dāng)風(fēng)向與線路方向平行時,如果風(fēng)與導(dǎo)線有夾角時,可以將風(fēng)分解為垂直導(dǎo)線和平行導(dǎo)線的兩個力,由于導(dǎo)線有弧垂,在一半檔距中風(fēng)力作用在導(dǎo)線的下表面,在另一半檔距中風(fēng)力作用在導(dǎo)線的上表面,同樣可以將風(fēng)作用于導(dǎo)線的力分解成垂直和平行于導(dǎo)線的力,垂直于導(dǎo)線的力可以使導(dǎo)線向上或向下運動,此種解釋適用于導(dǎo)線沒有覆冰時產(chǎn)生的舞動。2工程舞動調(diào)查及舞動區(qū)劃分本文以寧夏某220kV雙分裂導(dǎo)線輸電線路為例,根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃及分析計算,該工程導(dǎo)線截面采用2×400mm2。氣象條件:最低氣溫-30℃、年平均氣溫10℃、基本風(fēng)速27m/s、設(shè)計覆冰5mm、最高氣溫40℃。寧夏地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候區(qū),冬季嚴寒,夏季酷熱,降水集中,四季分明,年降水量較少,集中在夏季。由于遠離海洋,濕潤水汽難以到達,因而干燥少雨。寧夏地區(qū)輸電線路舞動的特點:(1)從以往舞動故障中看出已知風(fēng)向與輸電線路軸線夾角的舞動故障中,45°~90°占絕大多數(shù),而60°~90°又是最多。即當(dāng)線路走向與風(fēng)向夾角大于45度時導(dǎo)線易產(chǎn)生舞動,而且該夾角越接近90°則舞動的可能性越大。(2)四周無屏蔽物的開闊地帶(如湖泊、平地等)、無遮蔽物的開闊通道、或山谷風(fēng)口能使均勻的風(fēng)持續(xù)吹向?qū)Ь€,這些地區(qū)是容易發(fā)生舞動的地帶。根據(jù)《寧夏電網(wǎng)舞動分布圖》(2016版)劃分,本工程線路沿線屬于2級舞動區(qū)。3防舞措施及技術(shù)經(jīng)濟比較3.1防舞裝置主要種類自從高壓輸電線路產(chǎn)生舞動以來,我國一直在進行著高壓輸電線路的探索工作,經(jīng)過我國電力工作者不懈的努力,已經(jīng)創(chuàng)造出眾多的防舞動裝置,主要防舞裝置有線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒、相間間隔棒、雙擺防舞器、失諧擺、偏心重錘、動力減振器等對線路舞動有抑制作用的防舞器,具體防舞裝置及其主要特性見表1。表1防舞裝置及其主要特性序號防舞動裝置主要特性1線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒加裝雙擺防舞器改善導(dǎo)線覆冰不均勻現(xiàn)象,具有壓重和降低扭轉(zhuǎn)特性,防舞效果較好,廣泛應(yīng)用于3級舞動區(qū)。2線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒迎風(fēng)側(cè)分裂導(dǎo)線能夠旋轉(zhuǎn),使得導(dǎo)線表面覆冰均勻,降低導(dǎo)線覆冰扭轉(zhuǎn)舞動現(xiàn)象,由于沒有壓重作用,防舞效果有限,適用于1級舞動區(qū)。3雙擺防舞器適用于分裂導(dǎo)線,安裝方便,具有壓重防舞動,提高導(dǎo)線系統(tǒng)穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于我國分裂導(dǎo)線線路。4動力減振器能夠提高導(dǎo)線系統(tǒng)的穩(wěn)定性,壓重防舞,增大阻尼,具有彈簧減振裝置,國外應(yīng)用較多,我國分裂導(dǎo)線線路多次應(yīng)用。5相間間隔棒將各相導(dǎo)線機械連接在一起,使導(dǎo)線運動相互制約,抗拉強度高、質(zhì)量輕、柔韌性和抗撞擊性好,廣泛應(yīng)用在雙回路和緊湊型線路。6集中防振錘原理是壓重防舞,限制壓重點的振幅,形成節(jié)點,從而抑制導(dǎo)線的振幅和振型,取材容易,安裝方便,無需增加間隔棒,防舞費用較低,在國內(nèi)大跨越有應(yīng)用。7擾流防舞器(防舞鞭)質(zhì)量輕,易安裝,對導(dǎo)線負面影響小,在覆冰較薄時,防舞效果較好,但其價格較高。8失諧擺一般應(yīng)用于單導(dǎo)線上,用于調(diào)整扭振固有頻率,使之與橫向振動的高階固有頻率分離。9偏心重錘防止耦合諧振,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。3.2線路雙分裂導(dǎo)線防舞裝置經(jīng)濟比較以220kV雙分裂導(dǎo)線檔距400m為例進行防舞裝置經(jīng)濟比較,防舞裝置選擇線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒、絞結(jié)式相間間隔棒、線夾回轉(zhuǎn)式雙擺防舞器、FR防振錘、防舞減震器、防舞鞭六種,經(jīng)濟比較結(jié)果如表2。表2防舞裝置經(jīng)濟比較表防舞裝置單價(元/個)數(shù)量(個)總價(元)備注線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒+線夾回轉(zhuǎn)式雙擺防舞器5002424600雙擺防舞器單重25kg70018絞結(jié)式相間間隔棒雙分裂絞結(jié)式防舞金具98049120每套約30kg220kV間隔棒26002FR防振錘195428190單重7.5kg防舞減震器6001810800單重19kg防舞鞭60015693600單重1.9kg以上價格均為材料價,總價不含施工安裝費。從上表可以看出,采用FR型防振錘費用最省,采用防舞鞭費用最高,其他防舞措施費用由低到高依次為:絞結(jié)式相間間隔棒、防舞減震器、線夾回轉(zhuǎn)式間隔棒+線夾回轉(zhuǎn)式雙擺防舞器。4結(jié)論輸電線路安全穩(wěn)定運行關(guān)乎整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,本文結(jié)合多年的工作經(jīng)驗和現(xiàn)場實際,通過設(shè)計分析研究,提出以下防舞動措施:(1)選擇路徑時,在技術(shù)經(jīng)濟指標允許的條件下,盡可能避開電線易覆冰易舞動地段。無法避開時,盡可能減小冬季風(fēng)向與線路走向間的夾角。(2)根據(jù)設(shè)計計算結(jié)果,適當(dāng)提高金具強度,與鐵塔相連的第一金具強度提高一個等級。(3)耐張塔、緊鄰耐張塔的直線,重要交叉跨越段鐵塔,全塔(含腳釘)均采用雙螺母,外螺母為防松型防缷螺母。(4)適當(dāng)縮小檔距,降低桿塔高度。(5)采用加裝相間間隔棒的方式進行防舞動,線夾采用預(yù)絞絲式懸垂線夾。參考文獻:[1]黃曉舟,楊帆.

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