關(guān)于架空輸電線路導(dǎo)線損傷的研究

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1、關(guān)于架空輸電線路導(dǎo)線損傷的研究摘要：當(dāng)前，架空線路的導(dǎo)線損傷，斷股，輕則降低載流量，重則造成短線事故，影響線路的安全運(yùn)行，給人民生活帶來很多不便的安全隱患。本文主耍分析了架空輸電線路導(dǎo)線損傷的原因及對策。關(guān)鍵詞：架空輸電線路;振動(dòng);對策1、架空輸屯線路導(dǎo)線損傷的原因1.1動(dòng)態(tài)應(yīng)力架空輸電導(dǎo)線在覆冰、大風(fēng)、環(huán)境溫度變化時(shí)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)應(yīng)力，動(dòng)態(tài)應(yīng)力在量值上變化很大，動(dòng)態(tài)應(yīng)力依據(jù)振動(dòng)程度可分為微風(fēng)振動(dòng)，人風(fēng)舞動(dòng)，分裂導(dǎo)線子導(dǎo)線間的次檔距振蕩，脫冰跳躍型跳動(dòng)和電暈引起的振動(dòng)1.1.1微風(fēng)振動(dòng)架空輸電導(dǎo)線在0.5m/s?5m/s的均勻微風(fēng)垂直作

2、用丁?導(dǎo)線吋，會在架空線的背風(fēng)側(cè)形成一個(gè)以5Hz?150Hz頻率變化的風(fēng)力渦流。當(dāng)風(fēng)力渦流對架空線的沖擊頻率與架空線固有的白振頻率相等時(shí)，會使架空線豎直平而內(nèi)因共振而引起振動(dòng)加劇，從而形成架空線的振動(dòng)。微風(fēng)振動(dòng)振幅較小，振動(dòng)初始時(shí)產(chǎn)生了交互式應(yīng)力，在軸向張力方面只有很小的變化，不至于對架空導(dǎo)線靜態(tài)強(qiáng)度產(chǎn)生較犬的影響，但卻會rtr丁?長吋間的振動(dòng)而使架空線中的鋁線線股以及相關(guān)金具產(chǎn)生疲勞損傷，從而影響線路運(yùn)行安全性。1.1.2舞動(dòng)在5m/s?15m/s的風(fēng)力作用在非對稱外形的導(dǎo)線上產(chǎn)生脈動(dòng)力，形成大幅度的舞動(dòng)，這是一種由于空氣動(dòng)力不

3、穩(wěn)定而產(chǎn)生的現(xiàn)象。輸電線路導(dǎo)線在不均勻覆冰及風(fēng)力的作用下引起的一種低頻率（約為0.1Hz?4Hz），大振幅（約為導(dǎo)線直徑的20?300倍）振動(dòng)。導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)時(shí)，除了垂直方向運(yùn)動(dòng)以外，往往伴隨有扭轉(zhuǎn)方向的運(yùn)動(dòng)。舞動(dòng)的發(fā)牛和對于微風(fēng)振動(dòng)來說概率較低，但舞動(dòng)的能量很大，持續(xù)時(shí)間較長，危害性較大，危害有機(jī)械的，也有電氣的。從機(jī)械方面來說，由于舞動(dòng)幅度大，并伴有扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此對導(dǎo)線金具的強(qiáng)度和耐疲勞性能是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)，嚴(yán)重時(shí)會造成斷線停電事故。從電氣方面來看，同樣由于舞動(dòng)幅度大，容易發(fā)生相間閃絡(luò)，造成導(dǎo)線燒傷，跳閘事故，從而影響線路運(yùn)行的

4、可靠性。嚴(yán)重的舞動(dòng)使作用于支撐點(diǎn)的彎曲應(yīng)力變大，以及張力的大起大落導(dǎo)致金具及附件隨著導(dǎo)線的疲勞而損壞。1.1.3次檔距振蕩通常在4m/s?8m/s的風(fēng)力作用下，架空輸電線路分裂導(dǎo)線上兩間隔棒Z間了導(dǎo)線的振蕩，引起次檔距振蕩。次檔距振蕩是一種由迎風(fēng)側(cè)了導(dǎo)線的尾流所誘發(fā)的背風(fēng)側(cè)子導(dǎo)線的不穩(wěn)定振動(dòng)現(xiàn)彖，這是一種分裂導(dǎo)線特冇的振動(dòng)形式。次檔距振蕩頻率為(1Hz?3Hz),振幅可達(dá)導(dǎo)線直徑的兒倍到兒I?倍，介于微風(fēng)振動(dòng)和舞動(dòng)之間，次檔距振蕩的危害，主要是造成間隔棒與導(dǎo)線之間的機(jī)械損傷。來自分裂導(dǎo)線振動(dòng)的反復(fù)彎曲應(yīng)力發(fā)生在導(dǎo)線與間隔棒的連接處

5、，對懸垂線夾處的靜態(tài)彎曲應(yīng)力沒有影響，在分裂導(dǎo)線振動(dòng)嚴(yán)重的區(qū)域可以發(fā)現(xiàn)螺栓型間隔棒的疲勞損傷痕跡。1.1.4脫冰跳躍型跳動(dòng)覆冰使得架空導(dǎo)線垂直荷載增大，產(chǎn)生彈性伸長。在脫冰時(shí)刻架空導(dǎo)線上的薄片成片崩落，積蓄的彈性儲能瞬間釋放，迫使架空導(dǎo)線跳起，引起上下跳動(dòng)。脫冰跳動(dòng)很容易使上、下層導(dǎo)線產(chǎn)生短路。因此覆冰區(qū)導(dǎo)線的排列方式要保證在垂直方向，錯(cuò)開一定間距。1.1.5電暈引起的振動(dòng)超高壓輸電線路在潮濕環(huán)境條件下，在電位梯度超過2kV/mm,較小截面或?qū)Ь€破股處會產(chǎn)牛電暈放電。隨著電暈現(xiàn)象的激化，會將帶電的水微粒子射出，反作用力作用于導(dǎo)線上

6、引起冇規(guī)律的振動(dòng)。屯暈振動(dòng)的頻率低，振幅小，危害輕微。1.2靜態(tài)應(yīng)力架空輸電導(dǎo)線在握緊型線夾連接處靜態(tài)應(yīng)力主要冇：(1)直接來自線路導(dǎo)線的張力；(2)在懸垂點(diǎn)導(dǎo)線彎曲引起的靜態(tài)彎曲應(yīng)力；(3)在導(dǎo)線連接支撐點(diǎn)由張力，彎曲應(yīng)力，導(dǎo)線內(nèi)部應(yīng)力共同作用在線夾處集中形成很強(qiáng)的徑向擠壓力。1.2?1張力導(dǎo)線的張力在導(dǎo)線中產(chǎn)生了靜態(tài)應(yīng)力，在鋼芯鋁絞線中由于導(dǎo)線各點(diǎn)的應(yīng)力不同，導(dǎo)線的張力隨著溫度變化而不勻稱變化。在最低氣溫?40°C時(shí)，導(dǎo)線的內(nèi)應(yīng)力可達(dá)70MPa?lOOMPa,這時(shí)導(dǎo)線上高張力使繃緊的導(dǎo)線自振動(dòng)增強(qiáng)，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的振動(dòng)。1.2.

7、2靜態(tài)彎曲應(yīng)力架空輸電導(dǎo)線在懸垂線夾處的靜態(tài)彎曲應(yīng)力與導(dǎo)線的懸垂弧度和導(dǎo)線的張力有關(guān)，與導(dǎo)線的柔韌性和線夾的外形有關(guān)。1.2.3擠壓應(yīng)力架空輸電導(dǎo)線的擠壓應(yīng)力是導(dǎo)線受力的重要組成部分，在導(dǎo)線磨損過程中起很大作用。擠壓應(yīng)力與懸垂線夾的襯墊有關(guān)，并隨著導(dǎo)線張力及懸垂線夾握著力的增加而增大。2、架空輸電導(dǎo)線振動(dòng)理論分析2」振動(dòng)起因架空輸電線路的導(dǎo)線（避雷線）受到穩(wěn)定的微風(fēng)作用時(shí)，便在導(dǎo)線背后形成以一定頻率上下交替變化的氣流漩渦，從而使得導(dǎo)線受到一個(gè)上下交變的脈沖動(dòng)力作用。當(dāng)氣流漩渦的交替變化頻率與導(dǎo)線的固有自振頻率相等吋，導(dǎo)線在垂直平面

8、內(nèi)產(chǎn)生共振，即引起導(dǎo)線振動(dòng)。導(dǎo)線振動(dòng)的波形為駐波，即波形不變，波腹上下交替變化，而冃導(dǎo)線振動(dòng)時(shí)間常常達(dá)到全年時(shí)間的30%?50%。無論導(dǎo)線以什么頻率振動(dòng)，線夾架空輸電線路導(dǎo)線疲勞損傷及防護(hù)措施出口處總是第一波的節(jié)點(diǎn)，所以振動(dòng)致使導(dǎo)線在線夾出口處反復(fù)