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摘要：微风振动是高压输电线振动最普遍的形式，同时也是造成输电线路损伤的主要原因。为减少导地线由于微风振动而产生的危害，本文针对架空线路导地线振动原因、振动危害及导地线的防振措施进行了分析和阐述。
关键词：架空线路；导地线；线路振动；防振措施；
引言
高压架空输电线路地处旷野，终年受到风、冰和气温变化等气象条件的影响。风的作用除使架空导、地线和杆塔产生垂直于线路方向的水平载荷外，还将引起导、地线振动[1,2]。根据频率和振幅的不同，导线振动大致可分为三种：高频微幅的微风振动、中频中幅的次档距振动和低频大振幅的舞动[3]。三种振动中导线微风振动发生最为频繁，且易导致金具磨损和导线断股、断线事故发生，威胁输电线路安全运行。尤其在大跨越线路上，因其档距大、悬挂点高和水域开阔等特点，风输给导地线的振动能量大大增加，导地线振动强度较普通档距严重，一旦发生疲劳断股，将给电网安全运行带来严重危害。
1 导地线振动原因和影响振动因素
线路的档距中，导线和避雷线受到与线路方向垂直，稳定且较缓慢的微风作用时，产生每秒几个几十个周波，且在整个档距中形成一些幅值较小的静止波，称为微风振动。当该频率与档距中拉紧导线的某一自然振动频率相等时，便产生谐振，此谐振称为导线的振动。
稳定均匀的风速和横向风是引起导地线振动的基本原因[4]。风速较小时，不足以在导地线背风面形成漩涡推动导地线上下振动；风速过大时，风与地面磨擦而产生紊流，破坏了上层气流的均匀性，也不会引起导地线稳定振动。一般引起架空线路导地线稳定振动风速的下限值为0.5 m/s，上限值为4~6m/s。
微风振动最易发生在下列地区：导线拉力大而对地面距离高的地方，平原开阔地带，山谷河流等大跨越地段。在大跨越档距中，不但有横向风力，且由于上下层有温差，还会产生垂直向上的气流。此时架空线的微风振动比较严重。导线的振动除与风速、风向及路径有关外，还与导线的悬挂高度、线路档距和导线平均运行应力等有关。影响导线振动的原因很多，如导线的静应力、由振动引起的弯曲应力、线夹结构、杆塔型式、线路经过地区地形地貌及气象条件等。
2 振动的危害
导地线运行中不仅承受正常运行应力的作用，还要承受由于振动引起的附加应力。这个由振动引起的附加应力尽管比正常运行应力小很多，但它导致频繁出现的交变弯曲应力将引起线材断股，甚至断线事故[5,6]。具体表现为以下几个方面：
1) 防振锤夹头处的导线断股。导地线上为防止振动安装防振锤若安装不当，其结果适得其反，等效为加在线路上的一个集中荷载，导致防振锤夹头处出现振动死点，造成断股。
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2) 悬垂线夹，耐张线夹的出口处断股。悬垂线夹附近断股更为严重，线股断头位置往往在靠近档距侧第一只固定螺栓受力的部位，这是振动的波节处。
3) 吊杆、横担折断，导线落地。由于杆塔杆基础不稳定，拉线受力不匀，导线、避雷线、杆身和拉线组成一个弹性系统。当导地线振动时，其频率可能和杆塔振动的自然频率接近，容易引起共振。横担和吊拉杆在受力情况下的振动，不仅将引起固定螺栓松动，还将加速这些材料的疲劳损伤，特别是当这些材料有内部缺陷时，更有可能造成因材料疲劳损伤发生折断事故。
4) 金具零件松脱，绝缘子加速老化。线路振动将加速绝缘子老化，这是由于线路的振动必然引起绝缘子及其连接金具一起振动，这种振动往往会造成金具零件松动、杆塔零件损坏，加速绝缘子的老化。
3 导地线的防振措施
防振的方法主要分为两种：一种是用护线条或特殊线夹专门防止振动所引起的导线损坏；另一种是采用防震锤、防振线（阻尼线）来吸收振动的能量以消除振动[7]。
1) 安装护线条
护线条用与导线相同的材料制成，形状中间粗两头细。在导线悬挂点使用的护线条用于加强导线的机械强度。运行经验证明，采用护线条可缓解悬垂线夹出口处剧烈的波折，不仅可很好保护导线，还能够减少导线的振动。
2) 悬垂线夹制造时注意防振效果
超过一半振动所引起的导地线故障，都发生于悬垂线夹的出口处，对于因振动而引起的故障而言，最不利的是线夹槽边缘有尖棱的悬垂线夹。对于悬垂线夹，要求其转动灵活，能减轻对导线的集中挤压、弯曲和磨损。
3) 导地线加装防振锤
当导线振动时，防振锤线夹随着导线一起上下振动，由于重锤的惯性，使防振锤两端的高强度钢绞线不断上下弯曲，钢绞线线股之间产生摩擦，从而消耗振动能量。根据导线型号和档距长度即可确定防振锤的安装个数，一般在每一档距内每一条导线安装两个防振锤。若在线路运行过程中发现导地线残振严重，可根据运行经验进行增补。
4) 导地线上安装阻尼线
根据国内外运行经验证明，阻尼线有较好的防振效果，高频率情况下能取得比防振锤更好的防振性能。阻尼线取材容易，最好采用与导线同型号的线材。
5) 采用自阻尼线
自阻尼线由材料不同的内心线和外层线构成，外层线内径比内心线外径大，内心线承受很高的张力，使导线有足够的强度。由于内心线与外层线质量的不同，本身固有频率也不同，当导线受到振动时便互相冲击，振动能量被吸收转换成热能、声能或其他形式的能量，阻尼振动。
4 结论
导地线悬挂点、高度、风向、档距、地貌和架空线应力是导线产生微风振动的基本条件，在防振措施上，对微风振动可采取避免线路通过开阔地带、加强导线自身的耐振能力和在线路上加装防振装置来改善；对次档距振动现象可采取选用阻尼间隔棒和控制次档距长度，将次档距振荡抑制存在安全限度内。只有充分地积累现场运行经验，采取科学测试与监控措施，才可最大限度防止导线振动给输电线路造成的危害，保障输电线路的安全运行。
参考文献
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[3]郑玉琪. 架空输电线微风振动[M]. 北京: 水利电力出版社, 1987.
[4]潘龙斌, 陈汝英. 架空输电线路导、地线微风振动成因和防控措施探讨[J]. 广西电力, 2013, 36(4): 75-78.
[5]杨立秋, 李海花, 高玉竹. 架空输电线路微风振动危害分析[J]. 中国科技信息, 2008, 12: 54-55.
[6]孔德怡, 李黎, 龙晓鸿. 输电线微风振动疲劳寿命影响因素分析[J]. 武汉理工大学学报, 2010, 32(10): 53-57.
[7]梅丽佳. 架空线路导线振动的危害及防振[J]. 江西电力, 2005, 29(6): 30-31.
作者简介：
王晓义(1975-)，女，技师，工程师，现从事输电线路运检工作。
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论文作者:王晓义
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/11
标签：导线论文; 地线论文; 线路论文; 微风论文; 应力论文; 阻尼论文; 杆塔论文; 《电力设备》2016年第14期论文;