输电线微风振动测试技术报告
任课教师：刘娟 组员：
2016年6月10日
1 大跨越输送线路背景
线路大跨越是输电线路的重要组成部分，在线路运行过程中具有特殊重要地位。架空电线路经常发生超过允许幅值的微风振动，往往导致某些线路部件的疲劳损坏，如导地线的疲劳断股，金具、间隔棒及杆塔构件的疲劳损坏或磨损等，其中导线疲劳断股是架空送电线路普遍发生的问题，严重时需要将全线路更换为新导线。所有的高压送电线路都受到微风振动的影响，尤其在线路大跨越上，因具有档距大、悬挂点高和水域开阔等特点，使风输给导地线的振动能量大大增加，导地线振动强度远较普通档距严重。 2 微风振动的原理与波形特点 2.1 微风振动原理
导线的振动是由于风作用于导线而产生的“卡门旋涡”造成的。把一个圆柱体,水平地放在风洞的试验中,并把圆柱体的两端刚性地固定住。如图1所示,当风vs从垂直于圆柱体轴线的方向作用于圆柱体后,在圆柱体的背后将产生旋涡,这种旋涡称为卡门旋涡。旋涡发生在圆柱体背风面处,上下交替地产生,不断地离开圆柱体向后延伸,渐渐消失。由于这种上下交替旋涡的产生,风对于圆柱体的作用除了有一个水平的压力外,在圆柱体上还有一种上下交替的力,在此交变力的作用下圆柱体产生持续振动。
图1 卡门涡街
卡门和司脱罗哈最早研究了旋涡的特性后发现,当出现振动时旋涡有比较稳定的频率fs,常称为司脱罗哈频率或冲击频率,这个交变力的频率与风速,圆柱体的直径有如下关系:
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另外，导线之所以能够持续振动其主要是由于同步效应作用的结果。风作用于圆柱体后,由于产生卡门旋涡,根据上式,导线会以一定的频率fs开始振动,如果风对圆柱体产生的冲击频率与圆柱体的固有频率f0相同时,则会引起谐振使作用于圆柱体上的交变冲击力变大,激发圆柱体产生较大振幅的振动。当圆柱体以f0=fs的频率振动后,气流将受到导线振动的控制,导线背后的旋涡将表现为很好的顺序性,其频率也为f0。当风速在一定范围内变化时,(约相应f0的士20%范围),圆柱体的振动频率和旋涡的频率都不变化仍保持为fs,这种现象称为“同步效应”。
电线受到微风(1一3级)吹拂时,由于产生卡门旋涡和同步效应(或锁定效应),加之电线振动振幅的自限作用,使得电线产生小振幅的持续振动,即微风振动。电线的振动波形有单一的驻波和行波,最常见的是有由以上二者混合成的拍频波。
(1)图所示波来回于档内时能出现这种波形,可观察到某点发生间歇性振动,行波产生的原因可能是由于杆塔振动带动线夹上下振动,一般在振动发生的初期可能出现这种行波。
图2行波
(2)图3所示当档内具有同样风吹时会产生这种大体上具有相同振幅和频率且波节、波腹位置不变的驻波。
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振动测试与分析报告
