特高压输电线路导、地线风致振动防治技术研究.
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超高压输电线路的振动及防振技术研究发布时间:2021-08-01T07:24:16.995Z 来源:《电力设备》2021年第4期作者:冯羽羽[导读] 让防振技术在应用上更加高效,最终保障超高压输电线路的正常运行。
(南京万国电力技术咨询有限公司江苏南京 210000)摘要:现如今随着东南亚地区电力事业的快速发展,让大家将目光集中到了超高压输电线路运行中。
对于超高压输电线路而言,其经常会发生导线振动的情况,这也是一种常见的现象。
面对这样的问题,应全面了解超高压输电线路振动的类型以及振动形成的原因,进而打造出有效、合理的防振技术,从而保障超高压输电线路的正常运行。
关键词:超高压;输电线率;防振技术超高压输电线路通常会处于比较恶劣的环境当中,且时常会遭受到周围气候环境的影响,最终导致线路频繁发生振动现象。
而东南亚地区环境与气候并不稳定,电力设施的开发也尚未完善,若超高压输电线路出现了振动,那么线路的正常运行与安全性也会受到不良影响,甚至还会造成不必要的人员损失以及财产损失。
对此,应完成对防振技术的有效研究,让防振技术在应用上更加高效,最终保障超高压输电线路的正常运行。
一、振动种类与振动形成的原因超高压输电线路振动种类如图一。
图一:振动形成的原因(一)微风振动当超高压输电线路受到微风影响时,其会出现频繁的振动。
比如,微风的速度比较平均,这时遭受微风吹过的导线,在其背风部位便会产生漩涡气流,进而在脉冲力的影响之下,让能量进入到导线当中,使得导线在作用力的影响出现上下浮动的情况。
若在这一过程中,漩涡气流的脉冲频率和导线本身的振动频率相同,便容易发生谐振,形成剧烈的振动影响。
与此同时,线路与风向的振动水平,也和微风振动有着一定的联系,一般情况下,夹角处于40°到90°时,其出现微风振动的概率最大。
对此,在一些比较空旷的场所,不要悬挂或者是安装导线。
(二)导线舞动导线舞动也是导致超高压输电线路出现振动的因素之一,其也属于空气动力学中比较复杂的一个问题。
输电线路防振技术研究及应用随着电力行业的快速发展,输电线路的建设和运营成为国家电网的重要任务。
然而,由于地质、气候、环境等因素的影响,输电线路振动问题逐渐凸显。
线路振动不仅会引起电力系统的故障,还会对周边环境和电力设施造成影响。
因此,输电线路防振技术的研究和应用具有重要的意义。
首先,我们需要了解输电线路振动的原因。
输电线路振动可分为自振和外振两种类型。
自振是指输电线路自身固有的振动频率,在风力或电流作用下产生共振。
而外振是指外部因素(如风、冰、塔身等)对线路振动的影响。
针对这些振动原因,我们可以采取相应的防振措施。
其次,要减少自振振动,我们可以选择合适的线材和杆塔型号。
增加线材和杆塔的刚度,降低振动频率,从而减少线路的振动。
同时,合理设计线材的悬挂高度和杆塔的间距,以减少振动能量的传播。
此外,采用防振器也是一种有效的措施。
防振器可以控制线路的振幅,提高线路的稳定性,并降低振动对设备的影响。
对于外振振动问题,我们可以采用多种手段进行防护。
首先,加强杆塔的结构设计和维护。
通过合理的杆塔形式和强度设计,能够提高杆塔的抗风能力,减少外部因素对线路的影响。
此外,杆塔的定期检查和维护也是非常重要的。
定期检查可以及时发现杆塔存在的问题,进行有效维修,减少振动的产生。
另外,对于不同的振动来源还可以采用不同的防护措施。
例如,在冰凝振动问题中,可以采用加热方式预防冰雪对线路的影响。
通过在导线上加热电流,可以有效防止冰凝,从而减少冰雪对线路的振动。
针对大风环境下的振动问题,可以加装风振防护器,减缓大风对线路的冲击。
此外,现代科技的应用也为输电线路防振技术提供了新的思路。
例如,通过传感器和监测系统,我们可以实时监测输电线路的振动情况,及时发现异常。
同时,利用物联网技术,我们可以实现线路的智能化管理与控制。
这不仅可以提高线路的运行效率,还可以为防振工作提供更加精细的数据支持。
综上所述,输电线路防振技术的研究和应用对于电力行业的发展和电网的安全运行具有重要意义。
高压电力输送线设施的输电线路振动与减震技术简介:随着电力需求的增长和电网的扩建,高压电力输送线设施在电力传输中起着至关重要的作用。
然而,输电线路在运行中会面临振动问题,这可能导致线路振幅增大、杆塔形变加大,甚至可能对设备和环境造成损害。
因此,研究和应用输电线路振动与减震技术,对提高输电线路的可靠性和安全性具有重要意义。
一、输电线路振动的原因:1. 风振风是导致输电线路振动的主要原因之一。
当风速在一定范围内变化时,会在输电线上产生周期性的激励力,导致导线振动。
2. 舞动振动输电线路经过一定时间的使用,会出现采用的导线与绝缘子片之间空隙增大以及挂绝缘子和地线的弯曲,导致导线发生舞动振动。
3. 动力伸缩振动输电线路的电气负荷会不断变化,这会导致导线的长度发生改变,进而产生动力伸缩振动。
4. 天气和温度变化气温和湿度的变化会影响导线和杆塔的膨胀和收缩,从而引起振动。
二、输电线路振动的危害:输电线路振动带来的主要问题包括:1. 设备损坏输电线路振动可能导致绝缘子片的破损和掉落,甚至导线破损,从而影响线路的正常运行。
2. 噪音污染输电线路振动会产生噪音,对周围环境和居民产生干扰和不适。
3. 安全隐患输电线路振动过大可能导致杆塔的倾斜、位移以及形变加大,增加杆塔倒塌的风险。
4. 传输损耗输电线路振动会使导线的接触电阻增大,导致电能的传输损耗增加。
三、输电线路振动与减震技术:为了解决输电线路振动问题,人们提出了多种减震技术:1. 绝缘子链减振装置绝缘子链减振装置通过增加绝缘链的质量、提高材料的阻尼性能,降低绝缘子链的共振频率,减少绝缘子链在风中的振动。
2. 绕线减振器绕线减振器通过对导线进行螺旋绕线或采用特殊的悬挂方法,改变导线的振动特性,降低导线振动。
3. 阻尼器阻尼器通过在杆塔和导线之间增加阻尼材料,吸收振动能量,减少振动幅值,从而减小导线振动。
4. 添加质量在导线上添加适当的附加负载,改变导线的质量分布,调整导线的固有振动频率,从而减小振幅。
特高压输电塔线体系风振响应及风振疲劳性能研究的开题报告一、研究背景和意义特高压输电塔线体系是电力系统重要的输电通道,其安全可靠性对能源的供给和经济社会的发展具有至关重要的作用。
在输电线路建设中,传统的输电线路存在限制跨越河流、穿越城市等问题,而特高压输电线路以其覆盖范围广、线损小等优势逐步得到广泛应用。
特高压输电塔线体系的安全性、可靠性和经济性是保障输电线路正常运行的重要因素之一。
然而,特高压输电塔线体系的风振响应及风振疲劳性能却是制约其安全可靠性的重要因素。
风是导致输电线路掉线的主要原因之一。
在强风的作用下,特高压输电塔线体系会产生振动,设置在塔身上的导线也会因为受到风力的作用而发生“割线”现象,从而影响输电线路的正常运行。
因此,研究特高压输电塔线体系的风振响应及风振疲劳性能,对于提高其安全可靠性具有重要意义。
二、研究内容和目标本课题主要研究特高压输电塔线体系的风振响应及风振疲劳性能。
具体研究内容包括:1. 建立特高压输电塔的数学模型,考虑其结构和材料等因素,分析其振动特性和抗风能力。
2. 研究特高压输电塔线体系受风时的动力响应特性,包括振动加速度、位移等参数。
3. 建立特高压输电塔线体系风振疲劳计算模型,分析其疲劳损伤程度和可靠寿命。
4. 对比分析不同特高压输电塔的风振响应和风振疲劳性能,寻求设计和改进建议,加强输电塔线体系的抗风能力。
本课题旨在研究特高压输电塔线体系的风振响应及其疲劳性能,为输电塔的设计和改进提供科学依据,提高特高压输电塔线体系的安全可靠性。
三、研究方法和技术路线本课题主要采用数值模拟方法和实验测量方法,具体步骤如下:1. 建立特高压输电塔的数学模型,进行有限元分析,考虑其结构和材料等因素,确定其振动特性和抗风能力指标。
2. 构建特高压输电塔线体系的实验平台,进行风洞试验,测量塔体和导线等部位受风时的动力响应参数。
3. 基于测量数据,建立特高压输电塔线体系风振疲劳计算模型,分析其疲劳损伤程度和可靠寿命。
输电线路导线振动特性研究与控制技术摘要:输电线路导线振动是一种重要的电力系统故障形式,严重威胁着输电线路的安全和可靠运行。
本文旨在研究输电线路导线振动的特性及其控制技术,提供一定的理论和技术支持。
关键词:输电线路;导线振动特性;控制1前言随着电力系统的不断发展和升级,输电线路作为电力系统的关键组成部分,承担着传输电能的重要任务。
然而,输电线路在运行过程中,受到气象、地形、结构等因素的影响,会出现各种形式的故障,其中导线振动是一种常见的故障形式,严重威胁着输电线路的安全和可靠运行。
针对输电线路导线振动问题,传统的控制方法主要是通过机械手段进行控制,如增加导线的悬挂点、加装防抖器等。
然而,随着电力系统的不断发展和技术的不断进步,智能化和自动化控制成为了当前研究的热点和趋势。
2输电线路导线振动特性研究2.1输电线路导线振动的产生机理输电线路导线振动是指输电线路导线在运行中受到外部激励力的作用下,发生振动现象。
其产生机理主要包括以下几个方面:(1)风荷载作用机理:风是导致输电线路导线振动的主要原因之一。
当风速较大时,风可以给输电线路导线带来较大的压力,从而导致导线发生颤动,进而产生振动现象。
(2)温差作用机理:温差也是导致输电线路导线振动的重要原因之一。
因为温差可以引起输电线路导线产生热胀冷缩,从而产生振动现象。
(3)塔身振动机理:输电线路塔身也存在一定的振动,当塔身振动的频率与输电线路导线的自然振动频率接近时,会引起导线的共振现象,进而产生振动。
(4)地震作用机理:地震是造成输电线路导线振动的一种特殊因素。
地震产生的地震波可以直接作用在输电线路导线上,导致导线产生振动现象。
2.2导线振动的特性分析(1)振动频率特性分析输电线路导线振动的频率是指导线振动周期所对应的频率。
根据输电线路导线的特点和振动机理,其振动频率通常在10Hz以下。
根据振动频率的不同,导线振动可以分为慢振动、中速振动和快速振动等多种类型。
输电线路振动与控制研究输电线路作为电力系统的重要组成部分,其可靠稳定运行对于保障电力供应具有重要意义。
然而,由于自然条件、设备老化以及外部因素的影响,输电线路的振动问题时有发生。
本文将探讨输电线路振动的原因及其控制研究。
1. 输电线路振动的原因输电线路振动主要由以下几个方面的因素引起:(1)环境因素:自然环境因素如风速、风向、温度和湿度等对输电线路振动有很大的影响。
特别是在高风速和大气湍流强烈的情况下,会引起输电线路振动加剧。
(2)设备老化:输电线路经过长期使用,设备材料疲劳、腐蚀和破损等问题逐渐显现,导致线路的结构强度减弱和刚度降低,进而引发振动问题。
(3)外部因素:例如动物悬挂在导线上,或是人为原因造成的冲击等外界干扰都可能导致输电线路的振动。
2. 输电线路振动的危害输电线路振动的危害主要体现在以下几个方面:(1)损耗:输电线路振动会加速线路的疲劳破损,导致材料的损耗增加,进而减少线路的使用寿命。
(2)设备失效:线路振动可能导致金具松动、脱落,甚至导致设备失灵,从而引发事故。
(3)电力品质下降:输电线路振动会引起电缆的相互磨损,导致电力质量下降,进而影响电网的供电可靠性。
3. 输电线路振动控制的研究方法为了保障输电线路的可靠运行,研究人员提出了多种方法来控制输电线路的振动。
(1)结构优化:通过对线路结构的优化设计,选择合适的材料和构造,改善线路的刚度和强度,从而减轻振动问题。
(2)风洞实验:利用风洞实验模拟不同的自然环境条件,研究线路在不同风速和风向下的振动特性,并提出相应的控制措施。
(3)智能监测系统:基于传感器和数据采集技术,开发智能监测系统来实时监测输电线路的振动状况,及时预警并采取措施进行干预。
(4)振动控制装置:设计振动控制装置来减轻输电线路振动,如风档、风滑、风面、加撑和减振器等装置。
4. 输电线路振动控制的发展趋势随着科技的不断进步,输电线路振动控制研究也呈现出以下几个发展趋势:(1)多学科交叉研究:将材料科学、机械工程、电力系统等学科知识相结合,开展多学科交叉研究,提高控制方案的有效性和可行性。
输电线路导线的振动及防振措施1导线的振动在线路的档距中,由于风力的作用而引起导线的周期振荡,称为导线的振动。
这种振动是在导线的垂直方向,每秒有几个到几十个周波,并且在整个档距中形成一些幅值较小的一般不超过几个厘米的静止波。
在发生振动时,因为导线振动快,所以,在振动时不容易觉察,只是觉得导线在某些地方看起来好像是双线一样。
通常遇到导线振动时,在线路上可以听见有撞击的声音。
这种声音是从导线和悬挂导线的金具相碰所发出来的。
导线振动的可能性和振动过程的性质(频率、波长、振幅),取决于很多因素;即导线的材料和直径;线路的档距和导线张力;导线距地面的高度;风的速度和方向以及线路经过地区的性质等。
导线振动时的振幅决定于导线的张力和弹性,实际上,这振幅的数值不大于导线直径两倍。
导线振动的参数(如频率、波长)以及导线是否发生振动,在很大程度上决定于风速。
风速在0.5~0.8米/秒时,导线便产生振动。
当风速增大时,在接近地面的大气层里,由于地面摩擦的结果,使出现气旋。
气旋随着风速的增加而包围所有更高的气层,并破坏了上层气流的均匀性。
也即破坏了导线悬挂处气流的均匀性,使导线停止振动。
当风向与导线轴线的夹角在90°~45°时,便可观察到稳定性的振动;在45°~30°时,振动便具有较小的稳定性;而小于20°时,一般不出现振动。
线路经过地区的地形条件如地势,自然遮蔽物(植物)和所有各种靠近线路的建筑物对靠近地面风的风速,风向和风的均匀性有很重大曲影响,因而也影响导线的振动情况。
平坦、开阔的地带有助于气流的均匀流动,并形成促进导线强烈振动的条件。
线路沿斜坡通过和跨越不深的山谷和盆地,对风的均匀性没有重大的影响,因而不妨碍振动的发生。
对于在地形极其交错的地区(山区),即在线路下或线路附近有深谷,堤坝和各种建筑物.特别有树木时,这就不同程度上破坏了气流的均匀性,使振动不易出现。
2振动分类根据频率和振幅的不同,导线的振动大致可分为3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。
高压输电线路振动与减振技术研究引言随着电力需求的不断增长,高压输电线路的建设已成为现代化社会的基础设施之一。
然而,这些输电线路可能面临着振动问题,这不仅对线路构件本身造成损害,还可能对周围环境和人类社会造成威胁。
因此,研究高压输电线路振动与减振技术具有重要的意义。
一、高压输电线路振动的原因高压输电线路振动的主要原因可以归结为以下几点:1. 自然震动:包括地震、风力、冰雹等因素的影响。
特别是在地震区域,地震产生的动荷载会对输电线路产生严重的振动。
2. 输电系统运行条件:输电线路在运行过程中承受着电流和电磁力的作用,而这些力的大小和方向会引起线路振动。
3. 线路自身特性:包括线路的材料、结构设计和拓扑形状等因素。
这些因素会影响线路的自然频率和模态形状,进而影响线路振动的特性。
二、高压输电线路振动带来的危害高压输电线路振动可能带来以下方面的危害:1. 设备损坏:高压输电线路的振动可能导致线路构件的疲劳破坏和松动,进而引发线路事故,甚至导致设备的损坏和线路的停电。
2. 噪音污染:输电线路振动会产生噪音,对周围居民和生态环境造成负面影响。
特别是在城市地区,噪音污染会给人们的生活和工作带来不便和压力。
3. 安全隐患:振动会使线路与其他设施物产生摩擦,可能导致火花、断路和电弧等安全隐患,对人身安全构成威胁。
三、高压输电线路振动的减振技术为了解决高压输电线路振动带来的上述问题,研究人员提出了多种减振技术,主要包括以下几种:1. 主动减振技术:主动减振技术通过在输电线路上安装各种传感器和控制设备,能够实时监测线路振动,并通过控制装置产生适应性的力反馈,以消除或抑制线路的振动。
这种技术可以在一定程度上改善线路的振动性能,提高线路的可靠性和安全性。
2. 被动减振技术:被动减振技术主要通过改变线路的质量、刚度和阻尼等参数来影响线路的振动特性。
常见的被动减振技术包括增加线路的质量、利用阻尼器减震、改善线路的结构设计等。
被动减振技术的优点是成本相对低廉,操作相对简单,但其局限性在于仅能对特定频率范围的振动起到较好的减振效果。
2009特高压输电技术国际会议论文集 1特高压输电线路导、地线风致振动防治技术研究朱宽军刘胜春刘彬付东杰齐翼邸玉贤(中国电力科学研究院,北京市海淀区 100192)摘要:特高压输电线路导、地线会因风的激励而产生振动,包括:微风振动、次档距振荡、舞动、风偏等,重点对特高压线路微风振动和舞动的防治进行了研究。
微风振动因其发生频率高、振动时间长,尤其是对于特高压线路的大跨越段,微风振动将很强烈,必须进行防治,开展了特高压大跨越防振理论、试验、防振方案研究,建立了防振试验关键技术,通过模拟试验并结合已有防振经验,推荐特高压大跨越工程采用Bate 阻尼线+防振锤型式的防振方案。
特高压线路的防舞措施与其他电压等级的防舞措施应有所不同,在对特高压线路舞动机理研究的基础上,提出特高压线路可采用失谐防舞机理、稳定性舞动机理及改变冰型减轻激励的防舞机理作为防舞设计的基本理论,并基于相应防舞机理研制了失谐间隔棒、线夹回转式间隔棒、双摆防舞器等防舞装置,并建立了相应的防舞设计方法。
关键词:特高压;导、地线;微风振动;舞动;防治1 引言架空输电线路在运行过程中会因自然条件的作用而发生多种灾害事故,其中导地线的风致振动就是线路发生灾害的主要因素之一[1]。
强烈的振动会导致导线断股、金具损坏、线间短路、断线、甚至倒塔等事故,严重威胁着输电线路的安全运行[2-7]。
根据导线振动的诱因和导线振动形式的不同,可以把导线的振动现象分为以下几种类型:微风振动、次档距振荡、舞动、风偏等,其中微风振动发生最频繁,常常导致导线的疲劳断股。
舞动发生的概率较低,但一旦发生,很容易造成严重的电气和机械故障。
次档距振荡和风偏问题在线路设计时较易得到解决,而微风振动[2](尤其是大跨越段的微风振动)和舞动[4-7]防治难度大,需给予特别的重视。
特高压输电线路在运行过程中同样会面临微风振动和舞动问题,由于特高压线路具有电压等级高、档距大、挂点高、分裂数多、导线截面大等特点[3],给线路的防振、防舞带来了新的问题。
2 特高压输电线路导、地线微风振动防治技术研究2.1 特高压普通线路的微风振动及其防治特高压线路采用多(六、八等)分裂导线,并采用阻尼间隔棒,由于阻尼间隔棒具有良好的耗能减振作用,子导线的微风振动水平较相同条件下的单导线小得多,从这个角度而言,多分裂导线的微风振动防治存在有利的因素。
前苏联和日本的交流特高压线路导线均采用八分裂型式,只安装了间隔棒,未安装其它型式的防振装置。
我国500kV 普通线路四分裂导线若安装阻尼间隔棒,则在档距不超过500m 时一般不安装防振锤,当档距超过500m 时安装1~2个防振锤[8-10]。
由于特高压线路导线平均挂点更高,从确保安全的角度出发,我国特高压线路的防振参照了超高压线路的方式进行了防振设计。
2.2 特高压大跨越分裂导线的微风振动试验研究架空输电线路大跨越段由于架线高、档距大、水面平坦开阔等原因,使得风能输入大,导地线微风振动水平远高于普通线路,若不采取措施进行防振,将产生严重的后果,由于大跨越段的特殊重要性,使得架空输电线路大跨越防振问题显得尤其重要。
对特高压线路大跨越防振同样应加以特别重视,开展防振理论和试验研究。
2.2.1 导线防振试验的基本原理防振试验研究基于能量平衡原理,即:分裂导线吸收的风能等于导线自阻尼及防振装置(档端防振措施及档中阻尼间隔棒)消耗的能量,用下式表示:w c d sp p p p =++ (1式中,p w ——导线吸收的功率,mW/m;p d ——防振装置消耗功率,mW/m;p c ——导线自阻尼消耗功率,mW/m;p s ——阻尼间隔棒消耗功率,mW/m。
(1)风能曲线的选取国际上较通用的风能曲线是美国的Slethei 风能曲线和意大利的Diana 风能曲[11]。
其中,Slethei 风能曲线更偏于安全,从安全的角度考虑,特高压多分裂导线的数据处理选用Slethei 风能曲线。
Slethei 风能曲线是针对单导线的,对于特高压2 特高压输电线路导、地线风致振动防治技术研究多分裂导线,由于背风侧子导线处于迎风侧子导线的尾流中。
因此,背风侧子导线吸收的风能与迎风侧子导线吸收的风能不同,迎风侧子导线吸收的风能可用上述Slethei 风能曲线来计算,背风侧子导线吸收的风能采用修正后的Slethei 风能曲线来计算。
(2)导线自阻尼数据的拟合方法导线自阻尼试验方法采用IEEE 中使用的功率法[12]。
由于试验测量的导线自阻尼数据是离散的点,不便于计算和使用,为便于数据处理,将其拟合成解析式,如下式:(, 10( c YP f Y D βα=Φ= (2式中: P c ——导线吸收功率,mW/m;f ——导线振动频率,Hz ;D ——导线外径,mm ;Y ——导线波腹双振幅,mm 。
α,β需通过试验测定,拟合成频率f 的多项式形式。
根据导线自阻尼试验结果,应用能量平衡原理,可计算得到导线未安装防振方案时振动的大小,即频响特性曲线,如图1所示,为我国1000kV 特高压试验示范工程黄河大跨越用导线AACSR/EST-410/150频响特性曲线。
图1 无防振方案时导线AACSR/EST-410/150频响特性(3)分裂导线复核试验数据处理方法单导线试验方法与处理数据与以往相同,但分裂导线情况就不一样了,随着分裂数的不同,其受激振的情况差异较大,以八分裂导线为例,由于八分裂导线子导线数目与排列方式与其他分裂形式不同,所以在数据处理上有较大差异。
由于八根子导线的张力、刚度、阻尼特性等工况不可能完全相同,所以八根子导线的振动强度稍有差异,试验的激振功率为总功率,是各子导线系统消耗功率之和。
八根子导线上所安装的防振方案相同,各子导线防振方案所消耗的功率与导线的波腹振幅的规律是一致的,即:相同的振幅消耗相同的功率。
因此,各子导线消耗的功率按其导线的波腹振幅进行分配。
子导线防振方案消耗的功率为:( d YP K Dα= (3式中,K ,α为试验参数。
微风振动为垂直方向上的振动,而八分裂间隔棒八个线夹沿间隔棒中心向四周发散,因此每个线夹竖直方向上的刚度不尽相同,对导线的振动抑制作用也不一致,会使子导线在振源激励相同的情况下,振幅略有差异。
为便于数据处理和计算,引入分裂导线等效波腹振幅A ,以计算整个分裂导线消耗的总功率。
等效振幅如式(4计算:81i i A y αα==∑ (4 式中,A 为等效振幅,y i 为子导线振幅,α为试验参数。
这样可求得八分裂导线的平衡振动功率P ′,考虑间隔棒阻尼作用的折减R ,并加上安全系数s ,可得八分裂导线的平衡振动功率P :'s P P ⋅=(5式中,R 和s 为八分裂线路试验确定的参数,P ′八分裂导线的平衡振动功率,P 为考虑折减后的功率。
能量平衡计算原理如图2所示,风能与导线及防振装置消耗能量曲线的交点即为稳定振动时的平衡振幅,此时输入能量与吸收能量相平衡。
图2 导线能量平衡计算原理图将P 插值到各子导线的功率和应变对应关系中去,即可得到各关注点的动弯应变值。
如动弯应变值满足技术要求,则该防振方案合格。
2.2.2 导线防振方案(1)多分裂导线防振试验的关键技术由于实验室防振模拟试验时多分裂导线存在不平衡振动的问题,为此,研究建立了多分裂导线防振试验的关键技术,探索了分裂导线平衡振动的技术指标,对影响分裂导线子导线平衡振动的因素2009特高压输电技术国际会议论文集 3进行了分析,并采取了相关措施确保各子导线达到平衡振动的要求。
(2)防振方案型式的选择大跨越导线的防振方案有以下几种型式:Bate 阻尼线、Bate 阻尼线+防振锤、双Bate 阻尼线、交叉阻尼线、防振锤组合、圣诞树阻尼线等。
这些防振装置的基本原理都是改变导线的振动模式,通过自身的振动消耗系统的振动能量,从而降低导线的微风振动水平。
与超高压工程四分裂导线防振相比,以特高压大跨越工程采取八分裂形式为例,由于八分裂阻尼间隔棒对导线的牵制作用,八分裂导线的防振相对容易[13],因此,防振方案也较四分裂导线简单。
鉴于特高压工程的极端重要性,为确保特高压大跨越导线的绝对安全,从偏于保守的角度考虑,我国建设的特高压试验示范工程大跨越防振以Bate 阻尼线+防振锤为首选防振方案,另外也考虑采用单纯防振锤型式的防振措施,以探讨特高压线路大跨越工程的合理的防振方案,具体的防振方案必须通过试验来确定。
(3)防振方案的设计从图1中可以看出,未安装防振方案时导线悬垂(耐张)线夹出口的动弯应变在约15~70Hz时均超出动弯应变许用值,最大动弯应变达到412με,远远超出技术条件要求,故必须安装防振方案来抑制导线的振动,以便将导线的振动水平控制在安全范围内。
从研究的角度出发,本次设计两种型式的防振方案,通过试验比较其防振效果。
1) Bate阻尼线+防振锤的联合防振措施根据无防振方案时导线频响特性,考虑不同长度阻尼线花边的频率响应范围,防振方案选择不同长度花边的组合,使其在整个微风振动频率范围内均具有良好的耗能减振作用,并对主要振动频率范围重点防护。
必要时档中侧(外侧)小花边进行剥层处理,一方面可以减轻外侧花边的重量,降低花边线夹处导线的动弯应变值,另一方面可以改变该花边的响应频率,改善防振方案的频响特性。
同时在大花边中安装防振锤来加强防振方案低频防振效果,通过防振锤和阻尼线的联合使用可使整个防振方案性能达到最佳。
2)全防振锤的防振措施根据无防振方案时导线频响特性和防振锤的功率特性,分析计算防振锤的安装位置。
2.2.3 防振方案试验(1)基本试验情况以实际工程参数(导地线产品、跨越长度、运行张力等)为依据,将设计计算的多种防振方案分别安装于导线上,在导线的各关注点上贴上应变片以测量动弯应变。
振动试验方法类同于导线自阻尼试验,频率范围和个数也类同于导线自阻尼,试验的功率要涵盖现场可能出现的功率值。
试验得到激振功率与导线波腹振幅以及导线各点的动弯应变的关系。
试验频响特性如图4所示, 安装在分裂导线上的Bate 阻尼线+防振锤型式的防振方案如图5所示。
(c 导线直线档防振方案三(d 导线直线档防振方案四图3 导线直线档防振方案图4 直线档防振方案频响特性图5 Bate阻尼线+防振锤型式的防振方案从试验结果中可以看出,安装了防振装置的导4 特高压输电线路导、地线风致振动防治技术研究线的最大动弯应变大大降低,最后通过试验优选,选择最优的防振方案供工程使用。
3 特高压输电线路导、地线舞动防治技术研究3.1 特高压输电线路舞动特点根据国外特高压线路试验及运行经验,在特定的气象条件下特高压线路会产生强烈的舞动,造成严重的危害。
特高压线路具有利于发生舞动的内部因素,导线不均匀覆冰后在风的激励下容易发生舞动现象。