输电线路防振锤的安装方案设计

1、输电线路防振锤的安装方案设计 前 言近年来，随着我国经济社会的快速发展，各种输电线路大量兴建。其中大容量、远距离的输电方式因其更高的经济效益而得到大力推广，因此保证线路的安全、稳定运行变得愈加重要。导线是电功率的载体，是输电线路的重要组成部分，由于其长期露置于野外的自然环境中，容易受到大风、雨雪、气温变化和雷击等气象条件和其它外界因素的影响，出现故障的几率较高。在风和冰等综合因素的作用下,架空线经常处于振动的状态。根据振动特征的不同，主要分为三种形式:高频微幅的微风振动、中频中幅的次档距振荡和低频大幅的舞动。其中微风振动的发生最为频繁，同时也是造成输电线路损伤的主要原因。所以应该在输电线路上进

2、行安装防振锤，来减少微风振动对于输电线路造成的损害。现在市场上的防振锤在使用过程中安装较为复杂，并且生产成本较高，所以对于防振锤的优化设计是至关重要的。针对于此对于该课题进行了相关的研究。摘 要可供输电线路采用的消振装置类型很多,目前在我国的架空输电线路中,广泛采用防振锤来控制微风振动。防振锤,是一种专门为了防止微风振动而在导线上设计的一种零件。简单说来,防振锤是由一段短的钢绞线在其两端各装一个重锤,中间有挂在导线上的夹板,当导线振动时,防振锤的钢绞线两端也不断上下弯曲,消耗导线振动传递来的能量,从而降低了导线的振幅。要使防振锤更有效地耗散掉输入输电线路的风能,就需要考虑防振锤的数量以及合适的

3、安装位置。防振锤被广泛运用于架空输电线以消耗微风振动的强度和保护输电线免受疲劳损害。根据输电线微风振动的特点,本文首先对于防振锤在市场上使用的现状进行考察，然后针对于防振锤在使用中所存在的弊端进行改进，本课题对于输电线路防振锤的安装方案进行了相关设计,供输电线路防振锤的安装方案实践上提供一定的理论上的借鉴。关键词：防振锤；安装；方案；设计目 录前 言1摘 要2第1章 输电线路防振锤的安装方案设计51.1任务描述51.2任务要求5第2章 项目任务6第3章 信息咨询73.1微风振动73.2输电线路震动的原因以及特性73.2.1输电线路震动的原因73.2.2输电线路震动的特性73.3输电线路震动的危

4、害83.4防振锤的种类及发展历程8第4章 制定输电线路防振锤的安装工作计划124.1设计进度计划124.2设计任务124.3主要技术参数124.4现场勘察134.5准备工具材料13第5章 实施输电线路防振锤的安装工作计划145.1施工前准备145.2防振锤的安装个数145.3防振锤安装方案155.4防振锤安装实施15第6章过程检查与控制176.1防振锤安装注意事项176.2防振锤施工安全保证措施18第7章技术总结197.1导线防振锤安装工艺197.1.1工艺要求197.1.2施工工艺要点197.2地线防振锤安装197.2.1安装工艺197.2.2施工工艺要点19致谢20参考文献214第1章 输

5、电线路防振锤的安装方案设计1.1任务描述随着电力工业的迅速发展和架空输电线路的大量兴建,线路的安全运行变得愈加重要。在架空输电线路中,导线是输电线路电功率的载体,是保证电力系统安全运行的重要组成部分。导线长期处于野外露天之下,受到自然条件(风、雨、冰雪、雷电等)和其他外界条件的影响,容易发生各种事故。其中,由于导线微风振动引发的事故最多.本文主要是对于输电线路防振锤的安装方案进行设计，以期能够更好的进行对于输电线路防振锤的安装，减少输电线路防振锤的安装风险发生的概率。1.2任务要求对于实地进行考察，进行设计输电线路防振锤的安装的方案，所设计的方案应该根据实际进行出发，进行输电线路防振锤的安装方

6、案进行设计，方案应该具有一定的可行性。 第2章 项目任务对于实地进行考察，进行设计输电线路防振锤的安装的方案，所设计的方案应该根据实际进行出发，进行输电线路防振锤的安装方案进行设计，方案应该具有一定的可行性。所设计的防振锤应该从实际进行出发进行设计，并且有较强的推广的价值。 第3章 信息咨询3.1微风振动导线受到微风(13级)吹拂时,将产生周期性振动,称为微风振动。其特点是振幅小,一般不超过10mm;频率高,通常为3120Hz;振型为正弦拍频波。微风振动持续的时间较长,一般为数小时,有时可达数天。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,一方面,严重的断股造成断线事故,

7、威胁输电线的运行寿命,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40%以上);另一方面,微风振动的发生也限制导线提高使用应力值,有碍于降低输电线路的造价。3.2输电线路震动的原因以及特性3.2.1输电线路震动的原因导地线的振动是由于从线路侧面吹来的均匀的微风造成的，这种均为的微风在导地线背风面形成一定频率上下交替的气流旋涡，从而使导地线受到一个上下交变的脉冲力的作用，当气流旋涡的交替变化频率与导地线的固有自振频率相等时，导地线在垂直平面内产生共振即引起导地线振动。3.2.2输电线路震动的特性（1）导地线振动的波形为驻波，即各个质点的振幅是按照正弦规律变化的。最大振幅点叫波幅点，振幅为

8、零的点叫波节点，在同一频率作用下，波幅点及波节点在导地线的位置恒定不变。试验表明：导地线的振幅与导地线的应力大小有关，当导线应力为导线破坏应力的8%及以下时，振幅接近零，当增加到1015%时，振幅迅速增大，当达到20%以后，振幅趋于饱和而变化很小；导地线的振幅还与空气气流对导地线的冲击形式和气流能量的大小有关，并与导地线各股间的摩擦有关；振幅与波长和频率有关，低频率、大波长时振幅最大。（2）导地线振动的频率和波长：引起导地线振动的原因是气流旋涡的交替变化频率与导地线的固有自振频率相等而发生共振。根据实验，气流旋涡的交替变化的频率与风速和导地线的直径有关。3.3输电线路震动的危害（1）防震锤夹头

9、处的导地线断股断线。导地线上为防振了安装防振锤，如果安装不当，其结果适得其反，防振锤过多或过重，就像一个集中荷载加在导地线上，使得防震锤夹头处出现振动死点，造成断股断线。（2）悬垂线夹出口处的导地线断股。线股断头位置往往在靠近船体侧第一只固定螺栓受力部位，因为这是振动的波节处。导线线夹处有铝包带缠绕，其断股不易发现，要解开铝包带才看清楚，如不及时发现就有断线的危险。（3）护线条内部的导线及本身断股。输电线路悬挂点使用护线条，可加强导线在线夹附件的强度，由于护线条不消除振动本身，致使护线条和导线之间产生摩擦断股。（4）吊杆、横担折断，导线落地。对于拉线电杆，由于电杆基础不稳定，拉线不均，因此导线

10、、地线、杆身和拉线组成一个弹性系统，当导地线振动时，其频率可能和电杆振动的自然频率接近，这样就引起了共振，横担及吊杆在共振条件下不但会造成螺栓松动，同样会造成材料疲劳，特别是当这些材料有内部缺陷时，就很可能由于疲劳发生折断事故。（5）金具零件松脱、绝缘子加速老化。导地线的振动必然引起绝缘子及其金具一起振动，这种振动很可能造成金具零件松脱，杆塔零件损坏，绝缘子加速老化，甚至出现线夹船体脱落，造成严重停电事故。3.4防振锤的种类及发展历程自从架空线的微风振动现象被发现以来，各种各样的防振器材被应用到工程实际中，以减小导线振动的危害，国外关于微风振动防治的研究已有近百年的历史。1925年，美国爱迪生

11、公司的G.H.Stockbridge发明了“Stockbridge”型防振锤，后来按照这个思想设计的防振锤统称为Stockbridge型防振锤。到目前为止，架空线上使用过的各类防振器材已达数十种。下面介绍一些常见的防振锤种类、型号及其发展历程。（1）Bate阻尼器Bate阻尼器，也被称为Bretelle防振器，是澳大利亚维多利亚州立电气委员会的ErnestBate发明，是在架空线上使用最早的一种防振器件，如今在挪威和法国的一些海峡大跨越线路上仍有使用。如图3-1所示，它的规格尺寸与所安装的导线相同，两端通过轻型线夹固定于导线上，中间跨过绝缘子串的悬垂线夹并形成一定的弧垂值，发生微风振动时可以吸

12、收部分振动的能量。它的缺点是阻尼器本身和连接点处的导线承受较大的应力，容易发生疲劳磨损。而且该类型阻尼器对导线的大多数微风振动频率无有效响应，因此限制了该类型的进一步使用。 图3-1Bate防振器（2）花边防振器Bate阻尼器后来经过改进出现了很多变形，花边防振器就是其中的一种。这种主要是针对档距较长的情况，例如江河和海峡的大跨越线路等。如图3-2所示，它的结构相当于多个Bate阻尼器串接在一起，可以获得比单个Bate阻尼器更好的防振效果。国外的某些大跨距线路最多使用了十重的花边防振器，总长度达到近50米。图3-2花边防振器（3）Dogbone型防振锤为了降低生产成本，同时秉承具有较多谐振频率

13、的设计思路，澳大利亚发明了Dogbone型防振锤，其结构如图2-3所示。锤头的形状和骨头相似，并因此得名。两侧的锤头分别和钢绞线呈60夹角，使得该型号防振锤除了面内的振动又叠加了面外的振动，因此具有更多的谐振频率。虽然其频响特性不如Haro型和变节距防振锤，但因其低廉的价格和简单的生产工艺而得到了广泛的推广。 图3-3Dogbone型防振锤（4）FD、FR和FDZ型防振锤我国结合国内的实际生产情况，参考了4D、4R和Dogbone型防振锤的结构特点，研制出了FD、FR和FDZ系列防振锤，其结构如图3-43-6所示。FD系列防振锤采用圆筒状的锤头，线夹两侧对称分布，具有两阶谐振频率；FR型的锤头

14、为音叉状结构，这样锤头内不易积水，采用非对称布置，因此可以获得四阶谐振频率；而FDZ型防振锤进一步改进了锤头的结构，两个锤头分别和钢绞线、线夹平面呈现一定的夹角，使锤头在面内的平动和转动外，附加了一个面外转动的自由度。如果采用非对称布置，最多可以获得六阶谐振频率。 图3-4FD型防振锤 图3-5FR型防振锤 图2-6FDZ型防振锤由于国内关于架空线微风振动防治的研究起步较晚，因此广泛吸取了国外较为成熟的防振锤结构设计思想，并结合我国国情，目前大量生产FD、FR和FDZ系列防振锤，Dogbone型防振锤也有部分应用。本文的主要研究对象为FD、FR和FDZ型。第4章 制定输电线路防振锤的安装工作计

15、划4.1设计进度计划第一步：对市场上现有的输电线路防振锤安装的情况进行调查、分析第二步：针对现有输电线路防振锤安装存在的问题以及原因进行整理、归纳和总结。并提出改进的设计方案第三步:制定输电线路防振锤安装的计划。第四步：对设计方案进行论证选出最优设计方案确定输电线路防振锤安装方案，对于输电线路防振锤安装的从材料进行准备。第五步：对输电线路防振锤安装好以后进行检测，并且确定输电线路防振锤安装的高效性。4.2设计任务（1）进行对于输电线路防振锤的安装调查分析、整理、归纳和总结。（2）制定输电线路防振锤的安装方案（3）实施输电线路防振锤的安装方案，并且对于输电线路防振锤的安装效果进行检测。4.3主要

16、技术参数施工方施工作业现场必须按以下安全技术标准执行，确保施工作业现场安全，确保施工质量合格，如表4-1所示。表4-1施工作业现场引用规范和标准序号现场施工引用规范标准名称标准号备注1国家电网公司安全工作规程（电力线路部分）国家电网公司，2009版235kV-330kV架空输电线路检修、施工现场标准化管理规定（试行）Q/NDL2209/01420103110500千伏架空送电线路施工及验收规范GB5023320054架空输电线路运行规程DL/T74120104.4现场勘察依据工程设计文件中的相关要求进行现场勘察，了解电力电缆所经地段的地形及有无障碍物，有障碍物应及时清理。根据电力电缆的电压、截

17、面的大小(主要考虑质量)及每盘电力电缆的长度，合理的进行选择输电线路防振锤的安装的方式。4.5准备工具材料根据现场勘察及所制订的施工计划，核对设计用料是否正确，了解材料供应能否满足施工进度，预定的施工方法所需的机具设备(如防振锤、夹板螺栓、起重机、脚手架等)，检查所有的工器具应齐全可靠，确保防振锤安装所有的材料已经准备好。进场的材料必须有出厂合格证明资料，经检查符合工程设计要求后，方可进入现场。所使用的材料必须经试验合格后方可使用。第5章 实施输电线路防振锤的安装工作计划5.1施工前准备1、选派的工作负责人应有较强的责任心和安全意识，并熟练掌握所承担工作的施工项目和质量标准。2、工作负责人应对

18、工作班成员工作状态进行掌握，选派核实人员进行作业。3、按照施工的方案进行对于输电线路的防震锤进行安装。5.2防振锤的安装个数如果过多的安装防振锤,实质上就是改变振动产生的危险弯曲应变位置,从悬挂点线夹处转移到防振锤的安装点处,故在防振锤的线夹处常发生疲劳断股事故。20世纪70年代初,国内外科研、运行部门发现当防振锤集中安装在档距端部超过两个以上时,其吸收振动能量并不与安装数量倍增。当输入风能很大时,仅在档距端部集中地消耗能量,不一定能使档中振动降至安全水平。因而不少国家已制订了新的防振规定。我国线路防振设计所规定的防振锤安装数量如表5-1所示。一般最少应在档距的每一端各安装一个防振锤,即在每个

19、档距内最少安装两个防振锤。表5-1我国对防振锤安装数量的规定导线直径D（mm）档距(m)一个两个三个D12300300-600600-90012D22350350-700700-100022D37.1450450-800800-1200但从理论到测试都证明,在档距一端安装防振锤,对档距中间及另一端的输电线也都起减振作用,所以出现了一种一档只装一个防振锤的半档防振方法。当档距长度满足下述要求时,可考虑采用半档防振方法。（1）导线直径大于22mm,档距长度在300m以下;（2）导线直径小于22mm,档距长度在200m以下。5.3防振锤安装方案1）在原防振锤外侧加装预绞式防振锤B161002A03预

20、绞式各1只。原线路OPGW光缆不加装。具体安装数量、位置如下;表5-2装防振锤表序号档距范围（m）安装数量（只）安装距离（m）备注1133-20010.822200-30010.913300-45011.024大于45021.06+1.142）预绞式防振锤B161002A03预绞丝必须与导线缠绕紧密，不得有打背等情况。3）安装示意图：图5-1安装防振锤示意图5.4防振锤安装实施1、杆塔上作业时必须将安全带系在杆塔牢固位置上，并检查好闭锁装置。2、在作业过程一定要注意人身与带电体之间的安全距离。3、作业时，一定要注意材料、工器具不要短接导线，引起设备、人身事故的发生。4、每基杆塔均应设专人监护，

21、监护人应认真负责5、上下传递工器具、材料必须使用绝缘绳索6、施工过程中一定要注意人身与带电体的距离：330kV：4.0米220kV：3.0米110kV：1.5米35kV：1.0米7、利用软梯头在地线上工作时，必须使用双重保险（延长绳、安全带），且检查好闭锁。作业人员上地线之前，应先检查地线两端悬垂线夹处连接是否可靠，螺栓是否紧固，地线有无断股情况等。8、地面辅助人员，起吊工器具、材料时，不的站在起吊物的垂直下方，应使用绝缘吊绳。杆塔上作业人员严禁向下掉落或抛物。9、作业结束后，应检查杆塔确无遗留后，方可收工。10、停止工作后，严禁作业人员再行登杆作业。第6章过程检查与控制6.1防振锤安装注意事

22、项1）进入工作现场要认真核对线路名称、杆塔号，是否与提供的塔号相符。2）工作开始前必须对工作班成员进行安全技术交底，每基杆塔均应设专人监护。地面监护人员要认真监护，时刻提醒杆上作业人员，注意人身安全。3）杆上作业人员安全带必须系在电杆及牢固构件上，并检查扣环闭锁是否锁好。4）上下传递的工具材料必须使用绝缘无头绳进行传递，严禁上下抛掷，确保人身安安全。5）每基杆塔必须设专人监护，监护人应认真负责，严防作业人员与带电体安全距离不足放电发生事故。6）严格按照施工方案进行工作，严格执行35kV-330kV架空输电线路检修、施工现场标准化管理规定（试行）要求。7）工作前要进行安全技术交底，一定要注意人身

23、与带电体的距离：330kV：4.0米220kV：3.0米110kV：1.5米35kV：1.0米8）登杆塔前，应先检查登高工具、设施，如脚扣、升降板、安全带、梯子和脚钉、爬梯、防坠装置等是否完整牢靠。禁止携带器材登杆或在杆塔上移位。禁止利用绳索、拉线上下杆塔或顺杆下滑。9）作业人员必须进行安全技术交底，履行确认手续后，方可开工。10）施工过程中，在杆塔地线横担上，注意材料、工器具不要短接导线。同时应保持人身及所携带工器具、材料等与带电体保持足够安全距离。11）利用软梯头在地线上工作时，必须使用双重保险（延长绳、安全带），且检查好闭锁。作业人员上地线之前，应先检查地线两端悬垂线夹处连接是否可靠，螺

24、栓是否紧固，地线有无断股情况等。12）地面辅助人员，起吊工器具、材料时，不的站在起吊物的垂直下方，应使用绝缘吊绳。杆塔上作业人员严禁向下掉落或抛物。13）作业结束后，应检查杆塔确无遗留后，方可收工。停止工作后，严禁作业人员再行登杆作业。6.2防振锤施工安全保证措施1）作业程序严格执行工作票制度及安规要求。2）作业人员在得到工作负责人许可后方可进行杆塔上工作。3）本次工作属带电作业工作，所以在安装过程中，一切严格执行安规相关部分要求。4）带电杆塔上进行地线防振大修工作，作业人员活动范围及其所携带的工具、材料等，与带电导线最小距离不准小于表6-2的规定。表6-2在带电线路杆塔上工作与带电导线最小安

25、全距离电压等级（KV)安全距离（m)电压等级（KV)安全距离（m)10及以下0.73304.020、351.05005.063（66）、1101.57508.02003.010009.5进行上述工作，应使用绝缘无极绳索，风力应不大于5级，并应有专人监护。如不能保持表5-2要求的距离时，应立即停止作业，报告送电工区负责人。5）为保证作业人员安全，现场必须设置专责监护人，每基杆塔作业人员必须有专人监护。若监护人未到现场或未经监护人许可，工作人员禁止擅自作业；如监护人因故暂时离开现场，工作人员应停止作业，不得在无监护下进行作业，以保障人身安全。6）杆塔作业应使用工具袋，较大的工具应固定在牢固的构件上

26、，不准随便乱放。上下传递物件应用绳索拴牢传递，禁止上下抛掷。在杆塔上作业，工作点下方应按坠落半径设围栏或其他保护措施。杆塔上下无法避免垂直交叉作业时，应做好防落物伤人的措施，作业时要相互照应，密切配合。7）完工后，工作负责人（包括小组负责人）应检查线路检修地段的状况，确认在杆塔上及其他辅助设备上没有遗留的工具、材料等，查明全部工作人员确由杆塔上撤下后，不准任何人再登杆进行工作。8）每天工作结束后，现场施工负责人必须向送电工区工作负责人汇报当天工作情况，并做好记录。第7章技术总结7.1导线防振锤安装工艺7.1.1工艺要求（1）防振锤安装距离要符合设计要求。（2）导线防振锤应与地平面垂直，其安装距

27、离允许偏差30mm。（3）安装防振锤时需加装铝包带。（4）防振锤分大小头时，大小头及螺栓的穿向应符合图纸要求7.1.2施工工艺要点（1）防振锤要无锈蚀、无污物，锤头与挂板应成一平面。（2）防振锤在线上应自然下垂，锤头与导线应平行。（3）铝包带顺外层线股绞制方向缠绕，缠绕紧密，露出线夹l0mm，端头应压在线夹内。（4）安装距离应符合设计规定，螺栓紧固力应达到扭矩要求。（5）防振锤分大小头时，朝向和螺栓穿向应按要求统一7.2地线防振锤安装7.2.1安装工艺（1）防振锤安装距离要符合设计要求。（2）地线防振锤应与地平面垂直，其安装距离允许偏差30mm。（3）为防止地线磨损，安装防振锤时需加装铝包带。

28、（4）防振锤分大小头时，大小头及螺栓的穿向应符合图纸要求7.2.2施工工艺要点（1）防振锤要无锈蚀、无污物，锤头与挂板应成一平面。（2）防振锤在线上应自然下垂，锤头与线应平行。（3）如需缠绕铝包带时，铝包带顺外层线股绞制方向缠绕，缠绕紧密，露出线夹l0mm，端头应压在线夹内。（4）安装距离应符合设计规定，螺栓紧固力应达到扭矩要求。（5）防振锤分大小头时，朝向和螺栓穿向应按要求统一。致谢本毕业设计是在我的指导老师温智慧老师的指导精心完成的，温老师学识渊博，对工作态度非常严谨、精益求精，他的教学方式生动有趣，而且很有实际意义。从开始的课题选择到任务的完成，每一步都是在温老师的精心指导下完成的，通过本次设计，我再次被老师开阔的见解和敏锐的思维所折服，这也给了我很大的启迪。在本次设计过程中，非常感谢温老师对我耐心的指导，正是你的科学严谨的精神才让我能够解决设计中遇到的种种难题。同时还要感谢学院各位领导对我们的关注与教导，感谢大学三年各位传授与我们专业知识的老师们，谢谢你们呕心沥血的教导。还有周围同窗的同学们，他们给了我无数的关心和鼓励，也让我的大学生活充满了活力与色彩如果没有他们的帮助，此次设计将会变得尤其苦难，是他们给