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架空线路导线振动的危害和防振

摘要：风对线路的危害，除了大风引起倒杆、歪杆、断线等造成架空电力线路停电事故外，还会因风在较低风速或中等风速情况下螺柱焊机使导线和避雷线引起振动，发生跳跃，造成碰线、混线闪络事故，严重时会因导线振动造成断线、倒杆、断杆事故。

关键词：架空线路 导线 振动 危害 防振 风对线路的危害，除了大风引起倒杆、歪杆、断线等造成架空电力线路停电事故外，还会因风在较低风速或中等风速情况下使导线和避雷线引起振动，发生跳跃，造成碰线、混线闪络事故，严重时会因导线振动造成断线、倒杆、断杆事故。1 事故现象及经过 事故发生于临清市郊东环路与先锋路交叉路口西侧3502热电Ⅱ回联络线36＃杆，杆型为90°转角双回路钢管塔。3502线路全长4.5km，直线杆为18m水泥杆瓷横担双回路，转角杆为管型铁塔，铁塔高为15m，导线为LGJ-185，临界档距为212m，水平档距100m，垂直档距110m。 当日上午3502线路两端(热电厂和变电所)同时跳闸，3502线路全线停电，热电厂7＃机组停运，影响与3502线路平行架设的10kV310线路跳闸停电。同时故障点处发出放电巨响。 3502线路事故跳闸后经现场仔细检查，管塔上段是从上、下段连接法兰处脱落的。在现场找到脱落掉的螺栓及螺帽各12个，检查螺栓螺纹均有滑裂痕迹，检查塔根及基础连接正常，无异常变化。 根朗盛公司目标是到2011年年底商业化从生物基乙烯生产乙丙橡胶(EPDM)据以上现象，当时电没有操作，也无其他事故，认定该事故是由于导线振动所引起。现场做出了处理方案，在短时间恢复了送电。2 事故原因及机理 (1)事故发生原因：上面现场检查及分析已初步认定事故直接原因是由导线振动所引起。为进一步确定管塔脱节的原因，经过对铁管塔本体又进行了全面质量检查，对连接法兰所用连接螺栓经省质检所进行检验，所使用M24×70螺栓符合标准，保证荷载达110kN～130kN。其脱落原因是螺母松动，当振动力向上时，造成螺栓拉丝，螺母脱落，而管塔上段脱离下段，下段塔身稳定无损。因该塔为线路右转弯塔，合成力向内侧角分角线，所以塔上段落向西北角院内，由此可知法兰盘连接螺栓松动，是造成脱节的客观原因。至于导线振动产生的可能性，从线路及铁塔所处地理环境及线路运行条件分析，铁塔处于两条公路交叉口，属于开阔地的风口，LGJ-185导线线路档距小，全线路没加装防振装置，事故当日天气晴而且风不大，风速小有利于产生导线振动，所以经过几次事故分析，最后仍认定事故是由导线振动所引起。 (2)导线振动机理： ①导线的振动定义：在架空线路的档距中间，由于风力的作用而引起导线的周期性振荡称为导线的振动。这种振动发生在导线的垂直方向，也即导线的振动力是向上或向下垂直于用于压力机、起重机、卷搓 机和包装机等工业场合导线方向的。 ②振动机理：架空电力线路，架设在空中其导线可视为是一个长圆柱体，根据空气动力学原理，当空气在空中遇到圆柱体(如导线)时，在柱体的后面形成涡流，如果涡流在柱体上部和下部交替着形成，此种状态就能继续存在下去。当涡流在导线(柱体)下部形成时，柱体上部气流速度较柱体下部为大，这时，风对柱体的压力就有一个垂直向上的分量，当这量大到一定程度时，就能使柱体向上移动。当涡流在柱体的上部形成时，同理柱体受到一个垂直向下的冲击，使导线向下移动。当风向与线路垂直，且交替地产生啤酒设备向上或向下的作用力，如果这一作用力的频率相等或接近时就造成导线的振荡，这种振荡称为"振动"，导线的振动是产生在垂直面内。 ③影响振动的因素：使导线产生稳定振动的原动力是有规律的周期性的冲击作用，也就是说涡流的形成是周期性的，而这种周期性的涡流只有当均匀的气流(风速在0.4～8m/s)碰到导线时才能发生，因而可以说使导线发生稳定性的振动的先决条件是均匀气流。均匀气流形成与下列因素有关： a.气流的均匀性与风速及导线距地面高度有关。离地高度不超过12m时，4m/s以内的风速都能形成均匀气流；离地高度在25m以内时，5m/s以内的风速都能形成均匀气流；在离地高度40m时，6～8m/卡套s以内风速都能形成均匀气流。 b.导线振动还与电压等级有关，电压越高导线悬挂点越高，造成稳定性振动的可能性也就越大，导线因振动受到的破坏越严重。 c.风的方向与线路间的夹角，也影响导线振动。当风向与线路方向夹角在45°～90°时，能产生稳定的振动；在30°～45°时，振荡不稳定；小于30°时，不产生振动。 d.地理条件也对导线振动有很大影响，一般在平原地带导线资料显示：4月27日振动强度和持久程度都会高一些。如果线路附近有森林，则振动的可能性要大大地减弱。 e.应力对振动的影响。导线张力的提高，会使导线振动的振幅增大。 以上几项影响导线振动的因在不断的实践中探索并建成以企业为主体、产学研相结合、资源开放联合、成果利益同享的运行机制和体制素，都对导线振动起着不同的作用，分析本次事故，也由以上几种因素造成。由于没有事故当时的实际鞋花参数，其振幅和振动力还不能定量分析。从现场调查当时管塔向上抖起一米左右说明导线振动时向上的振动力很大。足以抖起上段，在此冲击力的作用下，使上段脱离塔身。至于16个螺栓全部脱落，是由于塔体投入运行后，可能发