輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

摘 要在輸電線路實(shí)際運(yùn)行過程中，很多方面因素均會(huì)影響其正常運(yùn)行，其中比較重要的一個(gè)方面就是輸電線路微風(fēng)振動(dòng)。因此，在輸電線路實(shí)際運(yùn)行過程中，為能夠使其安全性及有效性得到較好保證，十分重要的一項(xiàng)任務(wù)就是對(duì)微風(fēng)振動(dòng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，從而較好發(fā)現(xiàn)所存在的故障，為輸電線路運(yùn)行提供更好保證。

【關(guān)鍵詞】輸電線路 微風(fēng)振動(dòng) 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

在輸電線路實(shí)際運(yùn)行過程中，微風(fēng)振動(dòng)屬于比較常見的一種現(xiàn)象，這種情況的發(fā)生，不但會(huì)影響輸電線路實(shí)際運(yùn)行，并且會(huì)產(chǎn)生較大危害，因而對(duì)微風(fēng)振動(dòng)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)也就十分必要。在輸電線路微風(fēng)振動(dòng)中，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可得到較好效果，而在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用依賴于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。下面就微風(fēng)振動(dòng)危害、計(jì)算方法及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，從而為更好應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行更好應(yīng)用。

1 輸電線路微風(fēng)振動(dòng)產(chǎn)生的危害

在輸電線路實(shí)際運(yùn)行過程中，為能夠避免出現(xiàn)微風(fēng)振動(dòng)情況，往往會(huì)在線路上設(shè)置防振錘，然而，若防振錘安裝失當(dāng)，反而會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)相反效果。由于防振錘過多裝設(shè)，必然會(huì)導(dǎo)致下線路上增加集中荷載，最終所造成結(jié)果就是在防振錘的夾頭部位會(huì)有振動(dòng)死點(diǎn)出現(xiàn)，引起斷股情況出現(xiàn)。對(duì)于輸電線路振動(dòng)而言，其會(huì)導(dǎo)致絕緣子老化有所增加，這主要是因?yàn)?，在線路出現(xiàn)振動(dòng)的情況下，絕緣子及其所連接金具會(huì)共同發(fā)生振動(dòng)，這種振動(dòng)所導(dǎo)致結(jié)果往往就是金具零件出現(xiàn)松動(dòng)，并且桿塔零件出現(xiàn)損壞，最終導(dǎo)致絕緣子出現(xiàn)老化。此外，由于桿塔基礎(chǔ)穩(wěn)固性比較差，其拉線受力不夠均勻，導(dǎo)致桿塔、線路以及拉線系統(tǒng)形成彈性系統(tǒng)，在輸電線路有振動(dòng)發(fā)生時(shí)，其振動(dòng)頻率可能會(huì)接近桿塔振動(dòng)自然頻率，從而有共振現(xiàn)象形成。對(duì)于橫擔(dān)及吊拉桿而言，在受力情況下出現(xiàn)振動(dòng)，不但會(huì)導(dǎo)致固定螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，并且還會(huì)使材料疲勞損傷程度有所增加，尤其是這些材料內(nèi)容有問題出現(xiàn)時(shí)，很可能會(huì)導(dǎo)致折斷事故出現(xiàn)，產(chǎn)生較大危害。

2 輸電線路微風(fēng)振動(dòng)測(cè)量方法

在輸電線路實(shí)際運(yùn)行過程中，對(duì)于懸線夾口位置而言，其導(dǎo)線受力情況相對(duì)而言比較復(fù)雜，其受力主要包括靜拉力以及由此而出現(xiàn)的下層股線受到上層股線所產(chǎn)生壓力，另外，在出現(xiàn)風(fēng)振的情況下而造成交變彎曲應(yīng)力出現(xiàn)，同時(shí)對(duì)于不同股線間想接觸部位而言，由于反復(fù)彎曲會(huì)造成有切向力產(chǎn)生。

對(duì)于輸電線路導(dǎo)線而言，由于有層間及股間滑移情況存在，因而線股所受到動(dòng)完應(yīng)力相對(duì)而言也就有所減小。然而，由于導(dǎo)線滑移動(dòng)受到各個(gè)方面因素影響，并且這些因素之間也會(huì)產(chǎn)生相互影響，最終會(huì)導(dǎo)致滑移表現(xiàn)出非線性特點(diǎn)，導(dǎo)致其對(duì)動(dòng)彎應(yīng)變所產(chǎn)生影響也比較復(fù)雜。在實(shí)際測(cè)量過程中，若不對(duì)導(dǎo)線滑移進(jìn)行考慮，將其作為剛體對(duì)待，則對(duì)于中心線至最外層股線邊緣之間的相關(guān)距離而言，其應(yīng)當(dāng)為導(dǎo)線半徑，若對(duì)股線之間摩擦不進(jìn)行考慮，則中心線至最外層股線邊緣之間距離應(yīng)當(dāng)選擇線股半徑。在實(shí)際計(jì)算過程中，這兩種情況均會(huì)導(dǎo)致一定偏差出現(xiàn)，要因而將系數(shù)k引入，在此基礎(chǔ)上可對(duì)線路微風(fēng)振動(dòng)情況進(jìn)行更加準(zhǔn)確計(jì)算。

3 微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)終端而言，其主要作用就是監(jiān)測(cè)夾頭彎曲幅度，因而在系統(tǒng)中的主要設(shè)備就是懸臂梁式傳感器。在傳感器經(jīng)過校準(zhǔn)之后可在線夾上進(jìn)行固定，另外一段與滾輪連接，該滾輪與導(dǎo)線之間接觸十分嚴(yán)密，從而可使導(dǎo)線在發(fā)生振動(dòng)情況下傳感器也出現(xiàn)相應(yīng)變化。導(dǎo)線上有圓柱狀儀器外殼，該外殼由線夾進(jìn)行支撐，其組成主要包括微處理器、電子電路以及電源與射頻通信單元。射頻天線在儀器外殼表面進(jìn)行安裝，從而可使儀器傳輸能力得以增加。

3.2 硬件電路設(shè)計(jì)

在監(jiān)測(cè)終端中硬件電路屬于十分重要的組成部分，其構(gòu)成主要包括五個(gè)部分內(nèi)容，即傳感器與信號(hào)采集單元，還包括數(shù)據(jù)處理單元，此外還有電源模塊與RF無線通信模塊。對(duì)于該監(jiān)測(cè)終端而言，在實(shí)際運(yùn)行及工作過程中，在測(cè)量導(dǎo)線完全幅度方面所利用的主要就是懸臂梁式傳感器。在監(jiān)測(cè)終端系統(tǒng)中，傳感器與導(dǎo)線兩者間嚴(yán)密接觸，在導(dǎo)線有彎曲情況出現(xiàn)時(shí)，在傳感器中必可避免地會(huì)出現(xiàn)一定撓度變化，在利用自身應(yīng)力的基礎(chǔ)上，傳感器可判斷彎曲幅度，從而可將導(dǎo)線彎曲的實(shí)際幅度獲得。對(duì)于懸臂梁式傳感器而言，其技術(shù)參數(shù)主要包括內(nèi)容如下：其幅度測(cè)量范圍在0-3mm之間，其頻率測(cè)量范圍在0-160Hz之間，在實(shí)際工作中的溫度范圍為-40℃-85℃之間，在頻率綜合誤差在5%之內(nèi)，溫度對(duì)于靈敏度影響在0.02%之內(nèi)，并且對(duì)于零點(diǎn)影響在0.02%之內(nèi)。

對(duì)于監(jiān)測(cè)終端而言，由于其在導(dǎo)線上進(jìn)行安裝，選擇電池供電方式，對(duì)于設(shè)備功耗具有一定要求，不可過大，在遵循這一指導(dǎo)原則的基礎(chǔ)上，監(jiān)測(cè)終端的中處理器為F1611單片機(jī)，并且利用負(fù)載開關(guān)對(duì)傳感器以及射頻芯片供電進(jìn)行控制。在裝置對(duì)相關(guān)處理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集過程中，將傳感器電源打開，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)將射頻芯片電源打開，在數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)發(fā)送完成之后，則會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈凸哪Ｊ?。通過實(shí)踐應(yīng)用及相關(guān)實(shí)際研究而言，在全速工作狀態(tài)下，監(jiān)測(cè)終端的總電流可達(dá)到15mA，在休眠狀態(tài)下其總電流可達(dá)到0.2mA，這一低功耗要求相符，因而在實(shí)際應(yīng)用過程中可得到比較理想的效果，能夠較好對(duì)微風(fēng)振動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為更好保證輸電線路的較好運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

在輸電線路實(shí)際運(yùn)行過程中，微風(fēng)振動(dòng)已經(jīng)逐漸成為影響線路正常運(yùn)行的一項(xiàng)因素，會(huì)有較大危害產(chǎn)生。因而，在輸電線路實(shí)際運(yùn)行過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)微風(fēng)振動(dòng)問題加強(qiáng)注意，對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及技術(shù)進(jìn)行較好應(yīng)用，從而更好監(jiān)測(cè)微風(fēng)振動(dòng)情況，避免輸電線路正常運(yùn)行受到影響。

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作者簡(jiǎn)介

李克明（1984-），男，山東省泰安市人。大學(xué)本科學(xué)歷。高級(jí)工程師。研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)安全。

作者單位

南方電網(wǎng)畢節(jié)供電局 貴州省畢節(jié)市 551700