jiukong

摘要：翻阅线路设计手册就能发现，线路防振主要有两种方式。一种是防振锤、另一种是阻尼线。“弹簧防振装置”是一种名不见经传的产品，通过设计院介绍，决定在我市大名县电力局里沙35 kV线路进行试用。
关键词：35kV线路 弹簧防振装置 应用
　翻阅线路设计手册就能发现，线路防振主要有两种方式。一种是防振锤、另一种是阻尼线。“弹簧防振装置”是一种名不见经传的产品，通过设计院介绍，决定在我市大名县电力局里沙35 kV线路进行试用。

　　电压等级：35 kV。

　　线路长度：4.992 km。地形为平地100%。

　　气象条件：最高气温40℃。最低气温-20 ℃，最大风速25 m/s，复冰厚度为5 mm。

　　导线：型号为LGJ-95，安全系数为2.5。平均运行应力为：66.64 n/mm²。

　　地线：型号为GJ-35，安全系数为3.33。最大使用应力为392 n/mm² ，平均运行应力为：352.8 n/mm²。

　　档距：平均档距 144 m，最大挡距为160 m，平均耐张段长度为1.543 km。

jiukong

1影响线路振动的主要因素分析

　　影响架空线路振动的主要因素有风速、风向、档距、悬点高度、地形、地物以及导线应力等。

　　均匀的微风是引起风振动的基本因素。风速过小不足以形成涡流产生冲击力，因而不足以上下推动架空线的稳定振动。我认为里沙线之所以能安然无恙其主要原因有以下几条：①档距小、耐张段小；②悬点低；③设备选型合理；④放线后及时检查有无弹簧压实现象。具备了①、②条就能有效地减少引起振动的风速范围。根据数据说明，如果档距增大悬点高度也大，于是可提高稳定振动风速的上限，扩大振动的风速范围，从而增长了振动的相对时间。同时档距的增大，又使档距内架空线上适合形成整数半波的机会增多，即架空线的谐振频率增多，从而产生谐振的机会也增多，否则反之。

　　平坦开阔地区引起风振动的风速范围如表1所示。

　　挂线后进行检查最为重要，在施工中受条件所限档距有所变动，造成与设计不符这也是难免的。如果变化较大，其荷载超过原设计的极限值，弹簧就会被压实，要保证每个弹簧都有一定的间隙，在导线振动时，通过上下运动来调整振动角，达到防振减压之目的。

　　2 设计思想及弹簧防振的原理

　　导线由于空气激起的振动是客观存在的，为防止因振动而造成的断线事故，多年来都沿袭前人研制的成果——使用防振锤和阻尼线、衰减振动能量，达到防振目的。长期实践证明效果确实很好。然而作为方案，它并非最佳。否则人们在科学的道路上有所发现、有所创造、有所前进将成为不可理解。

　　四川宜宾电业局伍占璋同志提出导线防振采用弹簧防振装置，是为解决导线防振而进行的一次十分有益的探索。1966年10月在泸州茜柏35 kV线路上进行试用，经长期的运行实践和现场测试证明这种新的防振方法是可行的。

　　（1）弹簧防振的原理就是利用作用力与反作用力对弹簧的作用，使弹簧吸收导线振动的能量，来达到导线消振与减少振幅之目的。

　　（2）弹簧防振与常规的防振方法比较它有以下几个突出的特点：①结构简单、安装方便、维修容易；②减少了高空作业的难度和强度。

　　（3）造价低廉、节约钢材，使用钢材只有防振锤的1/8左右。

jiukong

　　3 防振锤与弹簧防振的效果比较

　　根据1984年成都科技大学对弹簧防振与防振锤进行同时测试所做的现场力学性能测试报告，其防振效果比较理想。在历时20多天的测试中，风速0.5～3 m/s的情况下平均振动角没有超过1（分），而规范要求是5～10（分）以内。线夹出口处应力没有超过245 n/cm²，而规范要求可以达617.4 n/cm²。测试结果表明两种防振设施性能处在同一量级，风速相同时应力水平相近。弹簧防振装置为弹性联接，下面对这两种联接形式进行防振比较。采用固定联接时，在线夹处只能在水平方向运动，而不能在铅直方向运动，导地线持续振动的情况下，其振动波是拍型驻波，除在横方向有振动外，在铅直方向也有振动，而且更为强烈。因此，必须在铅直方向让线夹也有振动的余地，以减少导地线在高变弯曲时而增加的动应力。正如原苏联电站部中央电工科学研究所在架空输电线路导线防振保护导则中指出“创造振动时，导线将同线夹一起振动，线夹出口处不受折曲，以及不和线夹口撞击的条件。”否则，由于导线的上下振动，而线夹又不能上下活动，就会在线夹处因反复弯折而增加集中应力，从而导致导地线断股断线。

　　导地线采用弹簧联接，如悬浮于空间一样，因此它可以通过弹簧的作用，迅速地将一档或几档内的由于外界输入的振动能量传递给相临档。在能量传递的过程中，通过导线自阻压，将这些能量逐步地加以消耗，从而使振动幅值显著降低。这一理论可以从1967年2月在茜柏35 kV线上的实测数据予以证明。（茜柏线实用弹簧防振装置一个耐张段，长1.16 km，导线型号LGJ-150由川南供电公司设计），实测结果见表2。两种联接形式主要参数如图1所示。

jiukong

　　4 弹簧防振装置的性能及安装要求

　　要使用弹簧防振装置不仅要知其性能，还要知道它的安装运行情况，只有这样才能确保线路安全运行。为了得到可靠的数据，1991年我曾到宜宾、成都、自贡等地，从研制者、生产厂家到运行单位进行了一系列的考察，对弹簧防振装置有了初步的认识，归纳为以下几条：①弹簧防振装置为系列产品，型号由TF-1、TF-2、TF-3、……组成。每种都有其最大荷载，它是根据设计档距的垂直荷载的大小进行选型，使用范围掌握在导地线的垂直荷载应大于弹簧最大荷载的50%，且小于最大荷载的90 %为宜。②耐张杆塔不宜使用弹簧防振装置。③大名里沙线使用的TF-1型最大荷载为980 n，TF-2型最大荷载为1470 n。④放线后应对每个弹簧进行检查，是否有压实现象，如发现要及时更换大型号的防振装置。

　　5 里沙35 kV线路基本情况

　　里沙35 kV线路地处华北平原南部、地势平坦。由大名店110 kV变电所出线到沙堤35 kV 变电所，全长4922 m，采用混凝土杆塔36基，其中耐张杆塔4基，直线杆32基。铁横担、悬式绝缘子、导线三角排列。安装情况如表3所示。

　　除耐张杆塔及小档距外，导线安装弹簧防振30基90套、地线15基15套。由于弹簧防振装置是一种新的防振装置资料不全，又无测试手段，只靠现场检查来确定其质量好坏，所以大名县电力局将该工程作为重点监测项目，每年必须进行抽检并将结果上报市公司。1992年11月对里沙线进行全线打开线夹检查，2004年10月又对重点的高杆塔及大档距的杆塔抽查，导地线均未发现断股现象，弹簧弹力良好，运行正常。

jiukong

　　图中比例：y轴5/1，x轴1/10。A表示固定联接时线夹在静止与振动状态的位置，当振动时它在y轴上是不能活动的，因而线夹出口处形成a₁角，导线在变化弯曲时产生死点。B点表示弹性联接时线夹在静止状态处于A的位置，在振动时上半个周波使线夹向上运动的一个量，下半个周波使线夹向下运动的一个量，因此，在这种情况下，线夹出口处形成a₂角。从图中不难看出a₂ ＜ a₁ ，同理δ2＜δ₁ ，这就是两种不同的导线联接形式在理论上的本质区别。与此同时，从图上还不难看出由于弹性元件的缓冲作用，它将固定线夹出口处的死点给拉开了，在振动时y轴上只有a₂角，消除a₁角，这对于减少导地线的折曲程度，从而提高耐疲劳能力，减少其疲劳断股是极为有利的。导地线的振动能量以波的形式沿线向线夹结点传递，而弹性元件在此时正好给外部输入能量提供了一个良好的扩散通道，使它有可能有条件向邻档透射。因为一条输电线路由于各段的地形、地貌、路径、气象等因素的影响，各个地段的振动水平也是大不相同，这样就为振动能量的扩散和损耗创造了极好的结构条件。