[行业技术文章]输电线路导线的疲劳破坏及防治

朱斌江苏泰兴市供电公司（225400）

摘要：该文分析了在输电线路上致使导线疲钝损伤的几种身分，研究了导线疲钝损伤的一些实例，并针对分歧的破坏方式，选用了分歧的防治措施。


1导线破坏的缘由

1.1静应力

在排挤导线的支持处的主要应力有：张力、径向挤压力和弯曲应力。而改变应力和横向的剪切应力很是小，此处不予斟酌。引发上述应力的主要身分以下：

·直接来自线路的张力；

·在悬垂点导线的弯曲引发的静态弯曲应力；

·径向挤压力发生于：张力、线夹的弯曲、内部的夹紧力；

·概况看来，各类静应力彼此是自力的。不外，它们是以一种复杂的方式相互联系关系，而且在导线上它们集中为很高的径向挤压力。

1.1.1张力

导线的张力在导线中发生了静态张应力。在钢芯铝绞线中，铝线的张力随着温度变化而不匀称地变化。在极冷的天气条件下发生极严重的振动时，铝线的张力在-40℃时可能高70Mpa，铝线上的高张力增加了导线结构上的自我振动，进而致使很是严重的振动。

1.1.2静态弯曲应力

在悬垂线夹处的静态弯曲应力与导线的悬垂弧度和导线张力有关，与导线的柔韧性和线夹的外形亦有关。

1.1.3挤压应力

挤压应力是应力的重要组成部门，而且在磨蚀进程中起了很年夜作用。它随着张力、悬垂线夹衬垫和内部的夹紧力的上升而上升。

典型的多层导线，层与层的接触起头是点与点的接触，当发生极高的接触应力时，点与点的接触发生可塑变形。这类压痕随着动态作用所致使应力的上升而成长。

1.2动态应力

依据振动类型和振动的水平，动态应力在值上变化很年夜。

它们发生于微风振动、舞动、割裂导线的振动、风摆发生的振动。覆冰的坠落和其他的瞬态脉动也可发生动态荷载。

微风振动初始时发生了交互式应力，在轴向张力方面只有很小的变化。

严重的舞动致使作用于支持点的弯曲应力很年夜，张力的年夜起年夜落致使金具及附件随着导线的疲钝而损坏。

来自割裂导线振动的频频弯曲应力发生在或年夜或小的平面上，其对悬垂线夹处的静态弯曲应力没有影响。在割裂导线振动严重的区域可以看见螺栓型的距离装配的疲钝破坏痕迹。

2振动破坏的控制

2.1悬垂金具

避免导线振动破坏，从理论上一方面可以采用下降导线应力的法子，以增加导线的自阻尼作用，但这类方式不太现实，主要会增加杆塔的使用数目，很不经济；另外一方面就是接纳防振措施加以防振。如护线条，它是用具有弹性的高强度的铝合金丝按划定根数为一组，预制成螺旋状的预绞丝护线条，牢牢缠在导线外层，装进悬挂点的线夹中，其作用是增加了线夹出口四周导线的刚度，下降了导线所承受的静态和动态的弯曲应力，使应力平均散布，庇护了导线。

护线条不能控制线路的振动，而仅仅是消除它的影响，另外护线条也不能完全保证线路在持久严重的振动条件下，不发生疲钝破坏。

2.2减振阻尼器

2.2.1微风振动阻尼器

为了避免损伤导线有两种形式的减振器用来削弱微风振动的影响，即调频率减振器和冲击型减振器。

防振锤是一种普遍使用的调频率减振器。防振锤的原理是，当导线振动时，防振锤的夹板也随导线上下移动，由于两个重锤具有较年夜的惯性不能和夹板同步移动，致使防振锤的钢绞线两头不竭上下弯曲，使股线之间不竭磨擦，消耗导线振动传给它的能。对于年夜直径导线，防振锤具有很是有用的防振效果。防振锤是哄骗两种基本频率特征方式的一种动态吸收装配(减振器)。防振锤的型号随波形频率范围的分歧而变化，频率越高选用的防振锤越轻。防振锤安装地址应尽接近波腹，以年夜限度的消耗导线振动能。然而导线振动可能泛起的频率及波长并非一个，而是在一定范围内变更，为了使防振锤对可能泛起危险的各类振动都能阐扬其消振作用，防振锤的安装位置如能赐顾帮衬到年夜及小波长的振动，则对中心波长的振动自然能起作用。当线路档距较年夜或导线线号较粗时，可适当增加防振锤的数目，以便提高防振效果。

阻尼线是用一种挠性较好的钢绞线或与导线同商标的导线按花边状扎固在悬点两侧的导线上。

阻尼线的防振原理相当于多个联合的防振锤，阻尼线的花边可将档距中的振动传到线夹四周的振动波及所带来的能消耗，从而使振动年夜年夜削弱，到达消振效果。由于小直径导线具有较高的频率，阻尼线对高频振动有较好的防振效果，故比力适合于小截面导线或年夜跨越档距的防振。

凡是情况下，调频率减振器都有一个特定的频率特征范围。现实上，这个频率特征范围必需笼盖一般张力条件下、不严重的风速条件下导线微风振动的频率。

防振鞭(SVD)是今朝经常使用的一种冲击型减振器，防振鞭和阻尼线一样对小直径的配电线路、静态线路和光纤线路的高频率振动的减振很是有用。SVD经由过程与线缆的撞击来消失振动能进而到达削弱线路微风振动的效果。正如前文所提到的，这类类型的减振器对于小直径的导线防振很是有用，而对于较年夜直径的线路，效果就不太理想了。总之，它的减振效果取决于防振鞭与导线之间和频率之间的关系。

2.2.2防舞动鞭(AFS)

导线自己具有一种振动的改变方式，它可以转化为垂直的椭圆运动，进而引发较高的应力组合，致使导线发生损伤。当舞动起头时，防舞动鞭可能制止这类改变力作用在导线上，从而使导线从改变中稳定下来。

防舞动鞭，它改变了风力作用下导线的空气动力性外形，这时候,当概况覆冰不严重时，导线浮现出很强的稳定性。这类装配对于抑制舞动的发生很是有用。

3结论

·微风振动是导线振动普遍的形式，同时也是排挤线路损伤的主要缘由。

·微风振动主要使导线发生疲钝和磨损破坏。当导线使用刚度较年夜的金具时，例如，悬垂线夹、压接收和压接耐张线夹，很轻易发生疲钝破坏。而磨损破坏轻易发生在松懈的支持点上，例如，尽缘子的绑线部位。

·导线发生舞动时将发生很年夜的动态变形和张力变化，这样就致使导线在很短的时间内发生严重的破坏。

·削减应力是解决疲钝问题的要害所在，经由过程削减静态和动态的应力，导线支持金具的疲钝寿命将年夜年夜延长。

·对于微风振动需要非凡设计的金具，例如防振锤、护线条、阻尼线、防振鞭等，它在输电线路的悬垂点上可以很是有用地减低应力组合。

·解决排挤线路的舞动问题则需要防舞动鞭（AFS），它可以有用地改变导线的空气动力学外形，从而年夜年夜下降舞动发生的可能性。

·防振鞭（SVD）使用在小线径的电力及光纤线路上对于高频率振动很有用果。