（课程与教学论专业论文）架空输电线防振器性能研究及安装位置的精确计算.pdf

架空输电线防振器性能研究 及安装位置的精确计算 摘要 随着大跨越架空输电线路的广泛应用，微风振动现象越来越引起广大专业 技术人员和科学工作者的极大关注。本文即是围绕南京金具研究所的委托项目， 立足于物理学在工程技术上的应用，阐述了输电线从防振设计到实际应用中所需 _ _ - _ - - - 一 考虑的重点环节。第一章分析了导线微风振动的物理过程及防振的基本思想，第 二章介绍了国内外在防振锤设计、应用等方面的研究工作及进展情况。虽然线路 防振工作者几十年来在该领域相继作了大量的研究工作，取得了一定的成效并积 累了大量的宝贵经验，但如何有效地抑制微风振动到目前为止仍未得到彻底解 决，并且在线路的实际运行中不断出现新的问题。第三章分析了影响防振锤性能 的各种因素，提出了改进防振锤性能及质量的一些方法。第四、五两章分析了导 线振动的力学模型，建立了导线的振动方程，并在此基础上提出了确定防振锤安 装位置的一种更为精确的方法。 关键词：架空输电穿薪微风i 函防瘫影振动舅磊 s t u d y o np e r f o r m a n c eo fd a m p e r o no v e r h e a dt r a n s m i s s i o nl i n e t h ep r e c i s ec a i c u l a t i o no fi t si n s t a l l m e n tp o i n t a b s t r a c t a st h ew i d e s p a nt r a n s m i s s i o nl i n e sa r ew i d e l yu s e d ，t h er e l a t e dp r o f e s s i o n a l s a n ds c i e n t i s t si n c r e a s i n g l yp a ya t t e n t i o nt oa e o l i a nv i b r a t i o n t h ep a p e ri sw r i t t e nw i t h r e f e r e n c et oar e s e a r c hp r o j e c te n t r u s t e db yn a n j i n gl i n ea c c e s s o r i e si n s t i t u t e ，b a s e d o nt h ea p p l i c a t i o no f p h y s i c si ne n g i n e e r i n gt e c h n o l o g y , i te x p o u n d st h ei m p o r t a n t s e c t o r sa b o u tt r a n s m i s s i o nl i n ef r o m a s p e c t s o fa n t i v i b r a t i o n d e s i g n a n di t s a p p l i c a t i o n c h a p t e r o n e a n a l y s e s t h e p h y s i c a lp r o c e s s o fa e o l i a nv i b r a t i o no f t r a n s m i s s i o nl i n e si na d d i t i o nt ot h ee s s e n t i a lt h e o r ya b o u ta n t i - v i b r a t i o n ，a n dc h a p t e r t w oi n t r o d u c e st h ed e v e l o p m e n to f t h e d e s i g na n dp r a c t i c a la p p l i c a t i o no f d a m p e r a n d t h er e s e a r c hw o r ka th o m ea n d a b r o a d a l t h o u g h t h e r eh a v eb e e nl o t so f a c h i e v e m e n t s a n da c c u m u l a t e daw e a l t h o fe x p e r i e n c e ，h o wt o p r e v e n t t h ea e o l i a nv i b r a t i o n e f f e c t i v e l yi ss t i l l aq u e s t i o n ，w h i c hh a sn o tb e e ns o l v e d ，a n ds o n l en e wp r o b l e m s o f t e n a p p e a ri n t r a n s m i s s i o nl i n e s p r a c t i c a lp e r f o r m a n c e c h a p t e rt h r e ea n a l y s i s v a r i o u sf a c t o r sa f f e c t i n gt h ef u n c t i o no f d a m p e ra n do f f e r ss o m em e t h o d st oi m p r o v e t h eq u a l i t ya n df u n c t i o no fd a m p e r c h a p t e rf o u ra n df i v em a k ea l l a n a l y s i so f t h e m e c h a n i c sp a t t e r no fv i b r a t i o na n do f f e rt h ev i b r a t i o ne q u a t i o no ft r a n s m i s s i o nl i n e ， o nt h eb a s i so fw h i c ham e t h o do f d e t e r m i n i n gi n s t a l l m e n tp o i n to fd a m p e rp r e c i s e l y i sd r a w n k e y w o r d s ：o v e r h e a dt r a n s m i s s i o nl i n e s a e o l i a nv i b r a t i o n d a m p e r v i b r a t i o n e q u a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金目巴互业太堂或其他 教育机构的学位或证书面使用过的材料。与我一同工作过的同志所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示致谢。 学位论文作者戤_ 叶 签字醐叫坤朋即日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金肥工业太堂有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构递交论文的复e p 件和磁盘，允许论文被 查阅和借阅。本人授权金日罡王业太堂可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学 位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 签字日期： ， 年亨 学位论文作者毕业后去向：仨船步太多 工作单位：辰j j 孑易哏鬈河老f 完 通讯地址：后b 8p 2 1 大髻；罗警i 屯 名：眄鹧巾 签字日期：。j 年r 月；日 电话 邮编 m o o t日 彳 p a t r 月 致谢 两年多的研究生学习生活即将过去，在此我向我的导师何晓雄教授表示深深 的感谢，感谢何老师在学习和生活上给予我的无微不至的关怀和帮助。两年多来， 无论是课程的学习，课题的研究，还是论文的撰写，导师诲人不倦的敬业精神和 严谨的工作态度使我获益匪浅，不仅让我在学业上得到提高，更使我明白一些做 人的道理和作为一名科教人员所应具备的素质。感激之情溢于言表，我将牢记导 师的教诲，始终以此为激励，勤奋学习，努力工作，诚实做人。 感谢f r 防振锤性能测试课题组的李合琴、刘正士、李志远老师，感谢他们 在我课题研究及论文撰写方面所给予的大力支持及无私帮助! 感谢南京金具研究所为我提供了该课题及相关的信息资料。 感谢合肥工业大学振动研究中心，感谢他们为防振锤的各种性能测试提供了 实验器材，以及技术方面的指导和帮助。 感谢邓铁如教授，邓小玖教授，罗乐副教授，高峰副教授及吴本科副教授在 我研究生学习期间给予我学业上的指导和帮助。他们的言传身教使我在短短的研 究生学习生涯里汲取了丰富的知识，为我以后的学习和工作奠定了坚实的基础。 我再一次表示我最诚挚的感谢! 感谢2 0 0 0 级研究生刘成岳、胡智文、张鉴、张学勇、袁航、朱晓翔、张静、 刘彩霞、杨艳芳、李锋刚、姚凤薇、王红艳、崔莉莉、时钟涛、王建国等给予的 帮助。 感谢我的父母和兄弟姐妹，感谢他们多年对我的大力支持! 感谢我的爱人刘 伟，在我读研期间对我的默默支持和奉献。 感谢所有帮助过我的亲人、老师、领导、同学和朋友! 日u舌 自上世纪初发现架空输电线微风振动引起导线断股的实例以来，揭开了研究导线微 风振动的序幕。从1 9 2 5 年乔治司托克布里奇( g s t o c k b r i d g e ) 发表第一篇导线微风振动 的论文之后，大约每隔十多年就有一篇值得注意的论文问世。到1 9 7 0 年，国际大电网 会议第2 2 研究委员会( c i g r es c 2 2 ) 对架空输电线微风振动问题提出了一篇总结报 告，总结了当时国际上关于导线微风振动的经验【l 】。七十多年以来，国际上许多专家对 这个问题作了大量的试验研究，提出了许多有价值的论文。但是由于导线微风振动是一 个非常复杂的问题，所以还有许多问题需要进一步研究解决。 在上世纪五十年代末期，我国开始注意了架空输电线的微风振动问题。1 9 6 2 年水利 电力部电力建设研究所等单位，对我国1 9 1 1 3 k m 架空输电线的微风振动情况作了调查 吲，建立了导线微风振动模拟试验室，研制了测振仪，还举办了导线防振训练班，推动 了现场测振工作开展。经线路工作者的努力，我国架空输电线一般档距的导线风振断股 问题已基本得到控制，大跨越导线防振也积累了一些经验。 架空输电线微风振动是造成线路断股、金具磨损甚至断线的主要原因，严重威胁着 输电线路的安全运行。尤其是在大跨越上，因档距大、悬挂点高和水域开阔等特点，大 大增加了风输给导线的振动能量，故导线振动强度远较普通档距严重。大跨越在输电线 路运行中具有特殊的重要地位，一旦发生疲劳断股，将给电网安全运行带来严重危害， 给国民经济造成重大损失。通常，仅换线工程本身的损失即可高达数百万元 3 1 4 1 。因此， 架空输电线的防振工作一直为线路设计、运行及科研部门所重视。本世纪以来，随着各 国电力事业的迅速发展，该领域的研究越来越受到关注，并逐步加以细化。 一般一项完整的防振设计包括两类工作：1 不考虑外加装置，仅利用线路上各部件 本身的特性来达到防振的目的。2 通过导线上安装防振装置来达到防振的目的。而对于 架空输电线路，第二类工作具有更大的普遍性。可供线路采用的防振装置类型很多，在 我国的输电线路上，主要采用防振锤、护线条、阻尼线及三种混合类型。实际工程中， 具体选用哪种类型，主要根据施工地区的运行经验和实际情况来确定。一般，护线条是 作为一种辅助保护，多单独用于振动不严重地区。而防振锤和阻尼线的应用所需考虑的 问题则比较多，其中，又以防振锤使用得最多，最普遍。有文献资料1 5 指出，正确设计、 安装的防振锤可以降低导线弯曲应变的9 0 一9 5 。但我们知道，微风振动是一个异常 错综复杂和随机性很强的现象，有关防振锤的设计和应用除了要考虑到技术和经济上的 问题，还必须考虑到施工地具体的地形、地物和风速风向等多项因素的综合影响，因此， 防振锤安装位置的计算是一项理论推导与现场测试紧密联系的工作。 南京金具研究所是我国从事输电线路金具研究和小批量生产的专业研究所，本课题 所承担的就是该所的委托项目“架空输电线防振器性能研究及安装位置的精确计 算”。本文在该所原来的研究基础上对防振锤的机械性能、电气性能、频响特性等各种 特性作了进一步的研究，并且对影响防振锤性能的各种因素作了系统的研究说明。本文 还就防振锤更为精确的安装位置作了理论分析：架空输电线上防振锤安装位置，在一级 近似的情况下( 将导线看作直线) ，已有具体的理论公式，并且在实践中验证获得了较 为满意的效果。本文在原有的理论基础上，将理论模型进一步近似为无刚度的悬链线。 精确计算防振锤的安装位置，以期作为解决架空输电线微风振动问题的参考。 作者的导师何晓雄教授，十几年来在该领域做了许多卓有成效的工作，并在实践中 积累了大量的第一手资料，为本课题的完成奠定了良好的基础。当然，防振锤的性能优 化以及安装最佳位置的确定还需在今后的实际应用中不断加以检测与完善。 2 第一章导线微风振动及防护的基本理论 第一节微风振动现象 在架空输电线路中，导线和避雷线常常发生强烈地振动，以致造成导线断股、金具 损坏、线间短路等事故，严重威胁着输电线的安全。 根据引起导线振动的起因和导线振动的形式，可以把导线振动现象分为以下几种类 型：微风振动、次档距振荡、舞动、脱冰跳跃、横向碰击、电晕舞动、短路振动等等。 其中，导线微风振动发生得最为频繁，它常常导致导线的疲劳断股。因此，对导线微风 振动的研究特别受到人们的重视。 架空输电线微风振动是由于风的激励而引起的导线机械振动的一种现象，是一种小 振幅振动。引起导线微风振动的风速并不大，通常是在0 5 1 0 m s 的范围内。振动持续 的时间较长，一般为数小时，有时可达数天。振动的双振幅一般不大于导线直径的2 3 倍，振动的频率约为3 1 2 0 h z ，由于导线的阻尼作用，对导线造成威胁的振动频率范 围一般为3 8 0 h z n ，这就是防振工作的重点防护频带。一般风速越是平稳，风向越是 垂直于架空输电线，微风振动就容易发生。另外，导致并影响微风振动的重要因素还包 括：架空输电线路附近的地形、输电线路的档距、架空线的张力等。当线路经过地形开 阔的地区时，导线最容易产生微风振动，如江河、湖泊、海峡、山谷等大跨越，其导线 微风振动问题尤为突出。调查资料表明，随着线路档距加大，导线微风振动就越容易发 生；档距越大导线发生振动的固有频率间隔越小，架空线的高度越大，引起微风振动的 风速也就越平稳。统计表明，张力越大，微风振动的振幅就越大。持续时间就越长。 微风振动的主要危害是可以导致导线疲劳断股以及金具、杆塔构件的损坏。严重的 断股一方面造成断线事故，威胁架空线的运行寿命，以至需要更换造价昂贵的导线( 其 造价一般占线路总造价的4 0 以上) 1 7 。另一方面，微风振动的发生也限制导线提高导 线使用应力值，有碍于降低送电线路的造价。目前随着各国电力工业的迅速发展，架空 输电线路日益兴建，而且越来越多的超高压送电线路所采用的导线截面、张力以及档距 都在不断的增大，微风振动问题更趋突出，已成为各国线路工作者研究的热点问题。 第二节微风振动现象的物理分析 微风振动现象的物理分析主要涉及三方面的内容：1 、振动产生的诱因；2 、维持振 动的原因；3 、振动振幅的自限作用。通过物理学的基本理论，这里主要运用流体力学 的理论来分析微风振动的过程，从而有效地抓住该现象的本质成因。 1 2 1 微风振动产生的诱因 我们知道风能够使紧绷的琴弦产生漩涡诱发运动。流体力学的理论8 】， 9 1 认为，当一 个流体质点流近一个非流线型圆柱体的前缘时，流体质点的压力就从自由流动压力升高 到停滞压力。那么靠近前缘的流体的高压将促使正在形成中的附面层在圆柱体的两侧逐 渐发展。当低雷诺数时，流线组上与下，左与右都形成镜像，其流动图案如图1 2 1 所 示。但在较高雷诺数的情况下，附面层就不能围到流线型圆柱体的背面，如图1 2 2 所 示。这是因为圆柱体表面不是理想的光滑面，而且流体具有惯性和粘性。雷诺数( 船) 与圆柱体直径、流体流速有关，可由下式定义【1 0 1 ： r e = d v r ( 1 - 2 - 1 ) 式中d 为物体直径，v 为流速，r 为流体粘滞系数。不难理解在与圆柱体的接触面 上流体是静止的，而在附面层外侧的流体则具有原来的流速。 如图1 2 3 所示( 其中p 表示流体对附面层的压强) ，圆柱体附面层的速度大致可表 示为： g o = 2 9 s i n o( 1 - 2 2 ) 式中v 为无圆柱体时流体的速度，p 是它与x 轴的夹角。从上式可以清楚的看出， 在图1 2 3 的d e 范围内，圆柱体周围的速度增加，到e 点时( o = x 2 ) 为最大，在 e f 范围内能量减少。这样由于流速变大，在d e 范围内得到的能量在e f 范围内很难完 全吸收，因而构成附面层的流体将向远离圆柱体表面的地方流去。但此时因圆柱体背后 4 雾 侧的压力很小( 见图1 2 3 中f 和s 的中点) ，所以流到这里将产生相反方向的分量，导 致了漩涡的形成。总之，在圆柱体最宽截面的附近，附面层从圆柱体表面的两侧脱开， 并形成两个在流动中间尾部拖曳的剪切层，这两个自由的剪切层就构成了尾流的边界。 因为剪切层的最内层与和自由流接触的最外层相比较，它的移动要慢的多，于是这些自 由剪切层就倾向于卷成不连续的漩涡，从而在尾流中形成一个规则的漩涡流型，这种漩 涡的流动和圆柱体的相互作用，就是诱发微风振动的根源。这里需要说明的是，尽管架 空输电线截面一般来说并非圆柱体，但两者相差不大，风洞试验指出两者的试验结果几 乎完全相同，这说明流体绕圆柱体流动的结论完全适用于架空输电线路，下面的理论分 析同样立足于这种合理的物理抽象。对于这种风吹过圆柱体时在圆柱体后方流域形成涡 道的现象，最先作出较系统阐述的是卡门( k a m a n ) 【1 l 】，所以又把诱发架空输电线路振 动的涡道称为卡门涡道，涡道中的旋涡称为卡门旋涡。 任何具有足够陡峭后缘的工程结构，在低马赫( m a t h ) 数时都脱泻旋涡。低马赫数 时，光滑圆柱体的周期性尾流只是雷诺数的函数。图1 2 4 指示了圆柱体上旋涡脱落象 的各个重要发展阶段。 r e 5 无分离流动的阶段 5 1 5 r e 4 0 尾流中出现一对稳定的漩涡 4 0 r e 9 0 和9 0 r e f 5 0 涡道呈层流的两个阶段 1 5 0 r e 3 0 0 和3 0 0 r e 3 x1 0 5 漩涡道向湍流的过渡阶段 3 x1 0 5 r e p 孵一p d ，p 。 ( 1 3 1 3 ) 如前所述，对应每一频率，相应的允许振幅“有由( 1 3 1 0 ) 式给出。对给定的 档长、风速( 和频率有关) 、导线直径和单位质量以及张力、导线自阻尼系数等，就可 由( 1 - - 3 - - 1 ) 、( 1 - - 3 - - 4 ) 算出( 1 - - 3 1 1 ) 式右边的值。以相对净功率伊矽_ 刊腰一 的计算值和频率厂的函数关系作曲线图，如图1 3 3 所示。这就是防振器相对消耗功率 p 扩。所要进行比较的相对净功率曲线，它确定了安装的防振器必须消耗的最小相对功 1 2 率值。图1 3 3 所绘制的相对净功率曲线【2 0 l ，其有关数据来源于意大利米兰公司的产品 介绍，所用为a c s r 导线，各相应数据分别为：d = 3 1 s m m ，m = 2 0 0 3 k g m ，h = 7 6 0 0 n m ， t = 4 0 7 0 0 n ，l t = 4 0 0 m ( 浅色线) ，l z = 8 0 0 m ( 深色线) 。 07 06 一。 世o 4 i 守d ，3 d 2 k ol h _ 、 彦 一 02 04 0邮l l 舶 f o 吃) 图1 3 3 相对净功率曲线 在进行防振设计时，用测量相对净功率p ，假。的方法来表示防振器在线路上的防 振效果是十分方便的。可根据相对净功率曲线对防振器的安装位置和型号进行粗选。例 如，从图1 3 3 可知7 0 8 0 h z 所对应的相对净功率值较大，这样根据阻抗匹配原理，就 可以把防振器安装在对应频率为7 5 h z 的l ，4 波长的奇数倍处，并使防振器的共振吸收 频带尽可能地覆盖这一频率区间。 第四节防振设计的任务和要求 由前面的理论分析可知，架空输电线的防振设计是一项综合性工作，要充分考虑许 多方面的因素。因此，就整个防振设计而言，其内容可分为以下两类： 一、 利用线路上各组成部件本身特性或选用适宜的设计参数，达到减弱或消除 导线的微风振动。 二、 在导线上安装消振装置，以减弱或消除导线的微风振动。 这两类防振设计的内容是相互补充和相互完善的，通过技术经济比较得到合理的选 用。线路设计中，必须考虑第一类防振设计的内容，否则可能会在线路建成后，出现“先 天性”地造成现有防振装置所无法解决的严重振动情况。但是一般情况下，首先考虑在 线路上采用防振装置是经济合理的，因其投资只占线路总造价的1 以下( 不包括分裂 导线的间隔棒) ；特别是在强烈振动的地区，采用防振装置的经济性更是显而易见的1 。 当然强调防振装置的重要性并不是说在线路上安装的越多就越好，如果不合理迨( 或过 多地) 安装防振装置，不仅增加了线路的投资和线路维护和检修的工作量，还会由此增 大导线发生断股的可能性。澳大利亚曾统计了2 5 年的线路运行资料，结果显示防振锤 线夹处发生的断股占线路总断股数的2 2 【2 2 l 。在我国的输电线路上或大跨越档距上， 防振锤处的导线断股也是常有的情况。因此，对于防振锤的设计、选择和安装，线路设 计者必须具有充分的认识。 以前面所述功率平衡原理为理论依据，防振设计步骤一般可分为四步： a 由( 1 - 3 1 0 ) 式给出用波腹振幅和频率表示的允许振动标准。 b 根据风能功率和自阻尼功率等公式，预先确定保护线路所需的最小相对消耗功率， 并作为频率的函数画出相应的曲线，得到相对净功率曲线。 c 实验测量防振器的消耗功率，并将其绘在相对净功率曲线上。 d 若防振器相对消耗功率曲线的点落在相对净功率曲线之上，该防振器的选择是适合 的，否则要进行调整。 这种防振设计法亦称为相对功率法，与以往的各种方法相比，它具有简单、准确等 多方面的优点。 1 4 第二章防振锤研究进展概述 第一节防振锤在防振措施中的作用 众所周知，输电线路上若不采取任何防振措施，那么导线在线夹出口处的线股上将 出现较大的动弯应变值，以至导线很快疲劳断股。室内模拟试验对实际输电线路的振动 进行过预测l 。以图2 1 1 、2 1 2 为例，显示了在线夹出口处导线上可能出现的动弯应 变值。由图可见，不同的导线截面、不同的运行张力、线股的不同材质以及线股间的不 同受力分配都将直接影响导线的自阻尼特性和弯曲应变。同时由于线股材质的不同，其 允许的应变也不尽相同。由此说明不同导线将对防振保护提出不同的要求。为此，在设 计线路防振措施时，需要选择适合的防振锤以控制导线的振动强度，使其降到允许的范 围之内。 一t # e ： _ ；。 ： ： ： ：n ： l _ a 图2 11 l g j q - 4 0 0 导线( t = 2 6 6 k n ) 线夹出口处导线动弯应变频率关系曲线 ， _ u ， 图2 12 g j 7 0 导线( t = 2 1 6 5 k n ) 线夹出口处导线动弯应变撷率关系曲线 第二节国外防振锤应用研究的发展 自从发现了微风振动现象，用于保护导线的消振装置就被提出。从1 9 5 0 年研制的 改进型“s t o c k b r i d g e ”防振锤( 直到现在仍被广泛应用) ，到目前为止，可供输电线路使 用的防振锤的种类以达数十种类型。国外的综合资料表明，上世纪以来，澳大利亚、加 拿大、意大利、西德和美国等很多国家对这方面的问题作了大量的研究工作，包括防振 锤使用的正负效应、防振锤的应用效率及其参数之间的关系、防振锤的改进与发展等各 方面都有涉足。并自上个世纪7 0 年代起，逐步引入计算机分析手段，建立了一些相应 的发展分析软件1 2 4 j 。其中，由于澳大利亚、加拿大、意大利等国的地理环境具有地域开 阔，水域分布广泛的基本特点，因此比其它国家更为重视防振锤在架空输电线路中的应 用研究，它们在该领域的发展也颇具有代表性。 早在2 0 世纪3 0 年代，澳大利亚就开始注意研究架空输电线疲劳断股的现象。最早 在澳大利亚使用的防振器是由维多利亚洲立电气委员会( s t a t ee l e c t r i c i t yc o m m i s s i o no f v i c t o r i a ) 的e r n e s tb a t e 发明的，他和c a l l o w 于1 9 3 4 年所撰写的相关论文至今在世界 上仍被作为技术性参考资料。这种b a t e 防振器也被称为b r e t e l l e 防振器，目前在 法国和挪威的海峡跨越上仍有使用。b a t e 防振器构造时采用一段与导线规格相同的导 线，两端跨过悬垂线夹，形成一定的弧垂值，端部用轻型线夹于导线固定，见图2 2 1 。 图2 2 1b a t e 防振器 图2 2 2 以线夹固定的反装型b a t e 型防振嚣 截面导线上使用时，还可采用双跳线。上个世纪3 0 年代和4 0 十年代间，b a t e 防 振器在实际应用中还出现了许多变形，如图2 2 2 所示。 对于很长的跨距，诸如河流和海峡的跨越，可以使用一种花边防振器，某些长跨距 使用多达十个的花边防振器而使总长达到近5 0 米。见图2 2 3 。 由于澳大利亚的微风振动现象十分严重，b a t e 防振器本身以及线夹连接处的导线 也会遭受疲劳磨损，特别是在防振器不发生振动的微风振动频率下，线夹成为反射点承 受加在这些点上的应力。尽管经过多年的不断研究，使得此种防振器在某些方面得以改 善，但真正的问题是虽然是用了多重花边防振器，但该防振器对于引起振动的风速范围 类的大多数频率仍无反应。 图2 2 3 花边防振器 1 9 2 6 年，m o n r o e 和t e m p l i n 发明了s t o e k b r i d g e 防振锤。1 9 5 0 年，当二人对此进行 改进以使其获得两个响应频带，并逐手申请专利时，a l c o n a ep t y 公司将该种防振锤引 入澳大利亚，并几乎完全取代了b a t e 防振器，这种新型防振锤称为m & t 型s t o e k b r i d g e 防振锤，如图2 2 4 所示，它提供了两个自由度，频率峰值大约为7 i - i z 和1 2 h z 。见图 2 2 5 。 图2 2 4 t 型s t o e k b r i d g e 防振锤 当然，引起振动的风速并不会受到这些共振频率的束缚，所以在防振锤线夹处的导线 疲劳断股仍然存在。研究人员发现，导线的张力是微风振动的主要原因，从1 9 5 0 年到 1 9 7 5 年间，澳大利亚的线路运行资料表明，防振锤线夹处的断股占总断股的2 2 ，这 是由于振动引起磨损的，主要原因是线夹处的导线在承受各种静态力之上又叠加了交变 1 7 作用的动弯应力。后来发现耐张线夹端处导线的悬挂跨距的驰度一致因而既无静态也 无动态应力。实际上耐张导线端处的导线跨接线就已经有效地起到了“b a t e ”防振锤 的作用。 厂 ；7 j 1 l j 、- _ 一 图2 2 5m & t 型s t o c k b d d g e 防振锤典型的颖响曲线 1 9 5 2 年一种扭式防振锤被安装使用在澳大利亚h o m e b u s h - t a l l a w a r r a1 3 2 k v 的输电 线路上。这种防振锤目前在加拿大使用最多，在澳大利亚西部也有使用。其外形如哑铃 状的铸铁垂头，中间为固定线夹，安装在导线的测向，如图2 2 6 所示。当产生振动时， 防振锤对导线产生扭矩，借助导线的阻尼作用而消耗能量：在哑铃垂头与臂之间的活动 关节内加装橡胶垫片，因此可消耗一部分振动能量。但在使用中发现，它对大多数频率 的响应频率不高，影响了起进一步的推广应用。 图2 2 6 扭式防振锤 e l g r a 防振锤最早出现在瑞典，澳大利亚首次在3 3 0 k v 雪河( s n o w yr i v e r ) 大跨越 1 8 输电线路上使用它，如图2 2 7 所示。它属于撞击类型的防振锤，由一些重块垂直地、 无约束地叠在一起，并用线夹挂在导线上。当导线振动时，各重块之间产生相互撞击作 用而消耗振动能量，重块之间插入圆盘状橡胶，以缓冲撞击作用。若采用导电性的氯丁 硅橡胶代替橡胶圆盘，还可防止产生无线电干扰影响。其优点是频率响应好，但极易在 连接杆点处造成严重磨损。 图2 2 7e l g r a 型防振锤 为了提高防振锤的响应频率值，适应澳大利亚南部的地形平坦开阔区，经杜密逊 ( d u l m i s o n ) 改进形成了e s l 型s t o c k b r i d g e 防振锤，即在标准s t o c k b r i g e 防振锤的7 股绞线与重块之间加入弹性夹层，利用粘性阻尼来影响更高的频率值。这种绞线与地线 和支索中使用的型号是相似的。最初实际使用中，为防止绞线因天气、灰尘及其它污染 而造成老化，要对其进行充分的油脂润滑，并覆盖以弹性的保护套管( 如硫化橡胶材料 的套管) 以防水及延长使用寿命。这种防振锤的缺点在于重块易从覆盖于绞线的橡胶管 套的末端脱落，针对这一缺点，澳大利亚标准1 1 5 4 i 中由专门的重块脱落试验介绍。 与此同时，另一种针对s t o