架空输电导线覆冰防舞设备——扰流防舞器

2017-10-30 17:09分类：电子元器件阅读：

摘要：架空输电导线的覆冰摇动是一种低频、大振幅的自激振荡，严首要挟着架空输电线路的安全。文章对导线摇动的办法、发作条件及防舞办法进行了概述，介绍了一种由具有刚性、耐腐蚀性和热塑性的非金属或金属资料预绞成型的架空输电导线覆冰防舞设备——扰流防舞器的构成及作业要素，并给出了正本践运用作用。
　　
　　跟着电力工业的活络翻开,使得架空输电线路的安全作业显得越来越首要。在风的作用下，架空输电线路存在着高频振荡（即和风振荡）、次档距振荡及低频振荡（即导线摇动）3种振荡办法。
　　架空输电导线的摇动是在必定的天然环境下发作的，它是指由水平方向的风对非对称反转截面导线（覆冰所构成的）所发作升力改动而致使的一种低频（0.1～3 Hz）、大振幅（导线直径的5～300倍）自激振荡。摇动的频率计划通常为0.1～1 Hz，振幅从几十公分到十一、二米均有呈现，因为摇动的持续时刻较长，会构成导线及金具的疲乏损坏、磨损和导线断股，有时乃至构成输电线路停电跳闸及杆塔歪斜或坍毁等恶性事端，严首要挟架空输电线路的安全出产作业。
　　输电导线摇动是一个包富含随机要素与非线性特征的杂乱疑问。当导线覆冰时，这种景象常常发作并致使严峻的停电及危害。中国发现首例导线摇动景象是在1957年，这往后屡次发作导线摇动景象。如1987年2月19～21日，鄂西钟祥境内中山口大跨过导线发作了一次剧烈的覆冰摇动，构成5条导线危害，1988年该处再次摇动构成导线1伤1断。1992年十月3～4日，青海省龙羊峡至西宁的2回330 kV输电线路在日月山口地段发作了覆冰倒塔8基的严峻事端。1993年11月19日，葛双Ⅱ回500 kV线路在距荆门市19 km处海拔500 m的山上呈现了严峻覆冰，构成7基杆塔坍毁、5根子导线被拉断的事端。1994年11月16日7时，葛双Ⅱ回再次在1993年事端地段发作覆冰倒杆塔事端。在国表里，对导线摇动机理及防舞办法的研讨越来越遭到有关有些的注重。
1 导线摇动的办法、发作条件及防舞办法
　　摇动的构成取决于覆冰、风鼓动和导线构造参数3方面的要素。覆冰情况由气温、降雨及降雪等条件挑选，它具有随机性，且它与风速的组合也是随机的。因为导线覆冰各种条件的区别，所覆冰雪的形状各异，导线截面以及导线架起条件纷歧样，再加上致使摇动的风速和风向也改动无量，所以发作导线摇动景象的要素极为杂乱，也便是说对导线摇动的研讨较多的受随机要素的影响。别的，输电导线是一根或一组悬垂柔性体，其构造及振荡时的情况体现出非线性，风鼓动发作的载荷与运动中的构造彼此作用又致使动力非线性。受随机要素影响及此两类非线性疑问使得对输电导线摇动疑问的研讨变成一个包括随机要素与非线性特征，并触及多个学科的一个归纳性课题。
1.1 导线摇动的办法
　　导线摇动大致分3种办法:①横向(笔直方向)激起办法。这种理论以为导线元的升力关于攻角具有较大的负斜率，此刻其所受的升力与振荡方向一样,导线元在运动中吸收能骤变为不安稳情况,在必定条件下,任何纤细的风扰动都有或许致使大振幅的振荡。②改动激起办法。这种理论以为，当空气动力中的改动阻尼为负而且大于导线的固有改动阻尼时，若此刻的改动频率挨近于笔直向的谐振摇动频率，则纯的改动不安稳性或许诱发笔直向的摇动。③偏疼惯性耦合激起办法。在雨量与风速都很大时,导线覆冰常覆在背风面,即偏疼质量坐落背风面，即便此刻横向振荡和改动振荡或许别离都是安稳的，但因为偏疼惯性作用会致使攻角改动，然后使相应的升力对横向振荡构成正反响，加重横向振荡，并逐步堆集能量，终究构成大高低的摇动。
1.2 导线摇动发作的条件
　　从摇动机理剖析可知，输电导线的摇动首要是因为导线覆冰后改动了导线的空气动力学特性或许使改动频率与上下频率相重合，然后发作与上下运动同步的升力或许直接发作与笔直运动同步的升力。因而导线摇动有必要满意3个条件：①导线上有覆冰；②满意必定的空气动力特性；③频率耦合。
1.3 防舞办法
　　防舞办法从以下4个方面进行思考：①避免导线结冰或进行除冰处理，从根柢上消除摇动的要素。②改动导线的空气动力特性，削弱与上下运动同步的升力，削弱发作自激改动的扭矩。③改动导线的改动特性或调全体系的固有构造参数，使导线在结冰后改动频率与笔直运动的频率坚持别离。④改动导线的机械特性，增大阻尼，使导线在运动进程中耗费掉一有些动能，然后不致于翻开变成大振幅的摇动。
2 扰流防舞器构成与作业原理
　　覆冰导线摇动的根柢要素是因为导线覆冰后构成了非圆断面然后使升力曲线具有负斜率的原故。如能消除覆冰，就能从根柢上消除摇动。
　　导线覆冰有如下规矩：①当气温较低（约-5～-13 ℃，后同），雨量较小时，通常构成新月覆冰；②当气温较低，雨量较大，风速通常时,通常构成扇形覆冰；③当气温较低，雨量较大,风速较大时，通常构成D形覆冰；④当气温较高（约-3～0 ℃），雨量较大,风速通常时，通常构成垂挂式覆冰。
　　扰流防舞器是一种由具有刚性、耐腐蚀性和热塑性的非金属或金属资料预绞成型的防舞设备。它由两头的夹紧有些及基地的扰流段有些构成，扰流线与导线的的直径比为0?78，见图1。2个夹紧有些的作用是将气流搅扰线夹紧在导线上；2~3个无缺节距螺旋段（即搅扰有些）的作用是经过必定的螺旋绕在导线上以改动遍地覆冰导线的断面，损坏或抵消致使摇动的空气动力升力和扭矩；1个支持螺旋体段在设备搅扰线时起支持作用。
　　扰流防舞器的根柢原理是在导线上盘绕由金属或塑料制成的螺旋线状物体以改动遍地覆冰导线的断面，这么导线在覆冰后因为其各段断面彼此纷歧样,因而所构成的使的空气动力效应就会彼此搅扰与制约,然后损坏了起舞的条件。导线缠上扰流防舞器后,其升力系数显着减小,升力系数曲线改动也趋于平稳；其阻力系数显着增大，并约为一安稳值，阻力系数的增大能使导线在运动进程中耗费更多的能量，有利于按捺输电导线摇动的发作。
3 实习运用
　　在湖北中山口大跨过导线大将一批扰流防舞器设备在档距的2/9、1/2、7/93 处的实验计划对按捺导线摇动取得了极好的实验作用。1988年12月，该跨过段未经处理时，其姚双线摇动高低的观测值为十 m，核算值为11.09 m。1990年1月，在该跨过段设备上扰流防舞器后则实习上已观测不到摇动，核算摇动幅值也仅为0.58 m。1993年11月，原已处理好的姚双线因覆冰厚度达38～48 mm（1990年为15～20 mm），跨过了设防水平，所以发作了约3 m舞幅的摇动。即便如此，在设备了扰流防舞器的各点处振幅较小，构成节点，约束了低阶摇动和相应的大舞幅的呈现。