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摘要：防振锤是最常用的防振金具，广泛应安装在输电线路中，用于保护输电线路免受振动损害。防振锤安装在线路塔杆悬点处，通过吸收或减弱振动能量，改变线路摇摆频率，防止线路的振动或舞动。本文针对南京地区一条山区220千伏架空线路防振锤大范围滑移现象，深入分析导致防振锤滑移的原因，并制定应对举措，提升输电线路安全运行水平。
关键词：输电线路；防振锤；微风振动；滑移
0 引言
架空电力线路受风、冰、低温等气象条件的作用，易产生振动和舞动，其中微风振动频率较高而振幅很小，易造成架空导线在悬点处反复拗折，引起材料疲劳，进而导致断股、断线事故。防振锤是一种安装在导线上用来抑制微风振动的构件，其由一段较短的钢绞线和两端重锤构成，通过中间的夹板固定在导线上。当导线产生振动时，防振锤的钢绞线两端也不断上下晃动，从而消耗振动能量，降低导线振幅。本文以南京地区一起山区220千伏输电线路防振锤滑移事件为例，探讨了输电线路防振锤滑移的原因，提出了应对举措。
1 设备概况
南京地区220kV某线出现多处防振锤滑移现象，现场如图1所示。该线路途径山区、平原、丘陵地带，最大档距476米，沿线地形山地占83％、丘陵占9％、平原占8％。该线路导线全线使用FD-4型防振锤，其主要性能参数如表1所示。该防振锤可以获得四个不同的谐振频率，采用高强度不松股钢索，通过铝合金线夹与导线连接。
图1 防振锤滑移缺陷现场
表1 220千伏某线防振锤性能参数
2 故障原因分析
2.1 微风振动影响分析
输电线路的导线在1~3级微风作用下，会产生周期性振动（即微风振动）。该振动振幅小，一般不会超过10m，但频率高，一般为3Hz~120Hz，振动的形态为正弦拍频波。微风振动作用时间长，有时可达数天。导线避雷线受到0.4~8m/s的风速均匀作用时，会于导线背风面形成涡流，涡流使导线受到上下交变的冲击力，在该冲击力作用下，导线在整个档距中发生垂直方向的周期性振荡，该振荡会引起材料疲劳，最后导致断股、断线事故。
2.2 防振锤安装距离影响分析
防振锤应安装在导线振动的波动波腹处才能有效吸收振动能量抑制导线振动。但在实际中线路上出现的导线振动频率是动态的，从最小的频率到最大的频率形成了一个振动的频谱，防振锤安装位置的选择必须要考虑各种频率的影响。对导线有较大危害的振动频率范围一般为3Hz~80Hz，更高的振动频率由于导线的阻尼作用显著增加，不会造成导线损伤；而在低频情况下，导线的阻尼作用减弱，防振锤的频率特性也较差。
2.3 故障区段自然环境分析
沿故障区段线路地形山地占83％、丘陵占9％、泥沼占8％，海拔处于250-450米之间。该线路所处平原-山区-平原地带，在山区地带的线路防振锤滑移严重，通过对该片区域气象环境进行考察，发现该区域的线路处于风口，常年经受的风振动要比平原地区大得多。并且山区线路水平档距大、垂直档距大，造成防振锤常年运行在倾斜状态。防振锤受力状态与平原地带有极大地不同，而该线路全线采用统一设计，未针对特殊气象条件采取有针对性的防振锤设计方式是该线路防振锤滑移的原因之一。
2.4 防振锤施工安装分析
通过对该区段防振锤滑移进行深入分析，对滑移长度超过80 m的防振锤进行更换时发现，滑移距离较大的防振锤螺栓普遍松动比较严重，造成防振锤随风振动，在导线上前后滑移。螺栓固定不到位导致其受到微风振动，更容易脱离原来安装距离，从而滑出较远距离。因此，防振锤施工安装不到位是防振锤滑移的原因之一。
3 预防绝缘子滑移的防治措施
3.1 使用预绞丝式防振锤
该条线路采用的是传统的FD-4型防振锤，不适用于山区等自然环境复杂地区，因此采用适用性更强的防振锤，能起到很好的防滑移效果。固定牢固且防振性能较好的防振锤有预绞丝防振锤，预绞式防滑型防振锤由于其出色的防振效果，及防滑动效果好、安装方便等原因，越来越多的应用于电网中。预绞式防滑型防振锤无论是在性能上还是在全寿命质量上，均优于传统型防振锤，因此建议在山区或风口区域安装预绞式防滑型防振锤。图5即为预绞丝式防振锤的实际图及安装效果图。
图2 预绞丝式防振锤实际图及安装效果图
3.2 严格按照施工要求安装防振锤
施工单位在进行防振锤安装施工过程中，应严格按照作业要求，规范操作。安装防振锤的工艺标准包括以下几个方面：（1）防振锤安装距离应符合设计要求；（2）导线防振锤应与地平面垂直，其安装距离允许偏差不大于±24mm；（3）安装防振锤时需要加装铝包带；（4）防振锤分大小头时，大小头及螺栓的穿向应符合图纸要求。
在施工过程中严格按照施工要点开展，并满足以下几个方面：（1）防振锤要无锈蚀、无污物，锤头与挂板应成一平面；（2）防振锤在线上应自然下垂，锤头与导线应平行，并与地面垂直；（3）铝包带顺外层线绞制方向缠绕，缠绕紧密，露出线夹不大于10mm，端头应压在线夹内；（4）安装距离应符合设计规定，螺栓紧固力应达到扭矩要求；（5）防振锤分大小头时，朝向和螺栓穿向应按要求统一。
3.3 完善项目设计审查，规范竣工验收管理
针对本文所述防振锤大范围偏移现象，输电设备运维管理部门需加强图纸审查、竣工验收及竣工资料的收集。要求参与初设审查工作的人员向设计人员提出相关要求，引起设计人员对山区等复杂地形区域相关设计要求的重视，充分考虑自然环境变化对设计的影响；在竣工验收中，基层班组要积极对防振锤进行专项验收，尤其针对复杂地区防振锤的验收，杜绝出现以次充好、型号不符合要求的现象出现；工程管理小组在收集工程竣工资料中要严格把关，尤其是对输电线路杆塔所属金具等各项设备进行的资料全面性进行检查，以利于后期运维管理。
3.4 招标环节详细核对防振锤型号、参数
随着电网建设、改造不断扩大，招标过程变得越来越重要。产品的质量直接决定着工程质量。由此，设备运维管理单位要严把质量关，规范验收流程。招投标过程中，招标方要认真审查投标人的资质、信誉、生产能力等信息，明确招标绝缘子的重要参数，要求投标人对提供产品承担运行年限内的责任。
4 总结
防振锤滑移，在微风振动情况下会引起输电线路导线损伤，严重者会引起导线断股、断线等。在南京地区夏季大风、骤雨等强对流天气下，山区等复杂地区防振锤更容易出现滑移等缺陷。通过规范设计要求，明确不同地区防振锤运行环境，加强竣工验收管理，从项目初设抓起，在线路特殊区段采用预绞式防滑型防振锤等措施，可以有效杜绝输电线路防振锤滑移的缺陷，对提升输电线路安全运行水平具有重要意义。
参考文献：
[1] 输电线路运行[Z].2010.
[2] 110～500kV架空送电线路施工及验收规范[Z].2010.
[3] 电力工程高压送电线路设计手册[Z].2003.
论文作者:赵彦杰1,费彬2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
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