油田架空電力線路防振錘的配置及計(jì)算方法

劉江輝　大慶油田工程有限公司

油田架空電力線路防振錘的配置及計(jì)算方法

劉江輝
大慶油田工程有限公司

防振錘被廣泛用于油田電力線路中以減少微風(fēng)振動(dòng)對(duì)導(dǎo)線的損害，但是在一些設(shè)計(jì)和施工中往往不太被重視，防振錘的數(shù)量和安裝距離都是固定的，沒(méi)有充分考慮電力線路的電桿的檔距及氣象條件的影響。通過(guò)對(duì)架空電力線路受氣象條件的分析計(jì)算和防振錘的性能對(duì)比，提出一種新思路來(lái)確定架空線路防振錘安裝數(shù)量、位置及防振錘的選擇方法。對(duì)于檔距超過(guò)300 m以上的架空電力線路，可以選擇國(guó)產(chǎn)和合資企業(yè)生產(chǎn)的不同類(lèi)型的防振錘，根據(jù)不同類(lèi)型防振錘，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定數(shù)量和安裝距離。

電力架空線路；防振錘；振動(dòng)；檔距

1　微風(fēng)振動(dòng)的危害

架空電力線路受大風(fēng)、復(fù)冰以及低溫等氣象條件作用，微風(fēng)吹過(guò)架空電力線時(shí)，在電力線路的周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生上、下變化的氣流旋渦，而使電力線路產(chǎn)生一種風(fēng)激的振動(dòng)，當(dāng)風(fēng)速平穩(wěn)、風(fēng)向垂直于架空輸電線，微風(fēng)振動(dòng)就越容易發(fā)生。當(dāng)架空電力線路的檔距較大，受到大風(fēng)吹動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線就會(huì)發(fā)生較大的振動(dòng)，不斷振動(dòng)時(shí)在懸掛點(diǎn)處的導(dǎo)線會(huì)反復(fù)被摩擦，導(dǎo)致導(dǎo)線的材料發(fā)生金屬疲勞，就會(huì)使導(dǎo)線斷股、斷線。劇烈的振動(dòng)會(huì)損壞絕緣子和金具，振動(dòng)幅度過(guò)大還會(huì)發(fā)生導(dǎo)線的相間閃絡(luò)，使電力線路跳閘，造成停電事故，影響企業(yè)生產(chǎn)。

2　防振錘的安裝位置及計(jì)算方法

安裝防振錘是為了防止或減輕大風(fēng)對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生的振動(dòng)，一般情況下在電力線路懸掛絕緣子的固定線夾的附近安裝防振錘。當(dāng)大風(fēng)使導(dǎo)線發(fā)生了不同的上、下振動(dòng)時(shí)，由于防振錘的作用會(huì)產(chǎn)生一個(gè)作用力，使導(dǎo)線振動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)不同步或者一個(gè)相反的作用力，這樣可以降低導(dǎo)線的振幅，也可以消除導(dǎo)線的振動(dòng)。

目前國(guó)內(nèi)的35 kV及以上的架空電力線路采用的是鋼芯鋁絞線，檔距超過(guò)300 m以上的架空電力線路可以選擇國(guó)產(chǎn)和合資企業(yè)生產(chǎn)的不同類(lèi)型的防振錘，根據(jù)不同類(lèi)型防振錘，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定數(shù)量和安裝距離。

一般的情況下，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的防振錘質(zhì)量大約是1/2～3/4波長(zhǎng)導(dǎo)線和地線的質(zhì)量，可以按下式估算防振錘的質(zhì)量：

式中S為司脫羅哈數(shù)，取0.2；D為線徑（m）；m為單位長(zhǎng)度的質(zhì)量（kg/m）；T為年平均運(yùn)行張力（N）；V為線路振動(dòng)時(shí)的平均風(fēng)速，一般取3.61 m/s。

電力線路的導(dǎo)線年平均運(yùn)行張力大約為18%～25%RTS。通過(guò)以上的公式計(jì)算可以大致歸納出防振錘配置數(shù)量，見(jiàn)表1、表2。

表1　平原地區(qū)防振錘的數(shù)量配置

表2　山區(qū)防振錘的數(shù)量配置

安裝防振錘數(shù)量和具體位置可采用以下簡(jiǎn)易公式來(lái)確定：

式中L1為防振錘的安裝距離（m）。

為了方便和有利于現(xiàn)場(chǎng)施工，（3）式可以簡(jiǎn)化為

在電力線路運(yùn)行時(shí)，防振錘線夾出口的位置其應(yīng)變值不超過(guò)±150με。

在一般情況下，合格的防振錘對(duì)導(dǎo)線的振動(dòng)頻率控制范圍最少應(yīng)有兩個(gè)及以上的諧振頻率的響應(yīng)，能有效控制架空導(dǎo)線的多個(gè)頻率。

3　防振錘的對(duì)比

（1）普通型防振錘（國(guó)產(chǎn)）。錘體材料：生鐵鑄成，極易生銹，容易發(fā)生斷裂；錘體積水性：錘體有縫隙，雨雪天氣會(huì)積水、積雪，易生銹損壞并影響防振性能；錘體對(duì)振動(dòng)頻率的控制性能：二點(diǎn)頻率響應(yīng)，對(duì)多種頻率無(wú)法控制；錘體維護(hù)性能：整體安裝數(shù)量多、安裝工作量大、費(fèi)用高，采用夾板工藝，工人安裝技術(shù)的因素影響比較大，容易移位滑動(dòng)甚至脫落，其防振性能容易受各種因素的影響，而導(dǎo)致線路的維護(hù)工作量增大；錘體對(duì)線路的保護(hù)作用：保護(hù)的效果較差，對(duì)多點(diǎn)頻率沒(méi)有控制作用。

（2）節(jié)能型防振錘（國(guó)產(chǎn)）。錘體材料：采用鋁合金材料鑄成，不易生銹；錘體積水性：錘體有縫隙，雨雪天氣容易積水、積雪，對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)性能有影響；錘體對(duì)振動(dòng)頻率的控制性能：對(duì)頻率只有二點(diǎn)響應(yīng)，對(duì)多個(gè)頻率無(wú)法控制；錘體維護(hù)性能：安裝數(shù)量較多，施工的工作量較大、費(fèi)用高，采用夾板工藝，工人安裝技術(shù)的因素影響比較大，容易移位滑動(dòng)甚至脫落，其防振性能容易受各種因素的影響，而導(dǎo)致線路的維護(hù)工作量增大；錘體保護(hù)作用：防振的效果一般，不易生銹，對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)作用較好。

（3）狗骨型預(yù)絞式防振錘（合資生產(chǎn)）。錘體材料：采用的材料是高凝多種合金并經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，完全避免了錘體生銹；錘體積水性：錘體沒(méi)有縫隙、雨雪天氣不會(huì)積水、積雪；錘體對(duì)振動(dòng)頻率的控制性能：有4～6點(diǎn)的響應(yīng)頻率控制，可以控制低、中、高等多個(gè)頻率；錘體維護(hù)性能：整體安裝比較容易，可以避免施工中的人為因素產(chǎn)生的安裝偏差，不會(huì)移位及錘體脫落，對(duì)導(dǎo)線的防振性能優(yōu)異，能很好地保護(hù)導(dǎo)線，維護(hù)檢修的工作量很小；錘體保護(hù)作用：多導(dǎo)線的防振性能優(yōu)越，對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)作用很好。

4　結(jié)語(yǔ)

防振錘的選擇及施工質(zhì)量至關(guān)重要，防振錘在工程中是個(gè)很小的部件，但如選則不當(dāng)或安裝距離不合理，就不能起到對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)作用，在設(shè)計(jì)和施工中必須合理地選用防振錘，并考慮架空電力線路微風(fēng)振動(dòng)的特點(diǎn)及當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、氣象條件。工程設(shè)計(jì)中必須通過(guò)計(jì)算來(lái)選擇防振錘的型號(hào)，確定防振錘的數(shù)量以及選擇最佳安裝位置。電力架空線路可優(yōu)先采用預(yù)絞式防振錘，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行的數(shù)據(jù)表明，預(yù)絞式防振錘不僅具有良好的機(jī)械性能，而且還具有良好的耐疲勞性能，在電力線路的運(yùn)行過(guò)程中防振錘不移位、不易脫落，安裝的各個(gè)部件不易松動(dòng)，預(yù)絞式防振錘還具有安裝簡(jiǎn)便和快捷的特點(diǎn)。預(yù)絞式防振錘可確保電力線路的安全運(yùn)行，大大減少電力線路斷線停電給企業(yè)造成的損失。

（欄目主持關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.7.025

2015-04-01