高压输电线路中防震锤的作用（高压输电线路防震锤作用原理）

在高压架空输电线路中，绝缘子两侧附近的线路上挂着一个小锤子，是电力线路中一种叫“防振锤”的东西。实际上，防振锤和绝缘子旁边还有“阻尼条”和保护线，两者相互配合，各负其责。它们的主要作用是保证高压输电线路的安全，因为风力会引起低频振荡，导致断股或断线。下面我会更详细的说一下。

在高压架空输电线路中，导线和避雷器常因风力引起垂直振动，久而久之造成导线断股、金具损坏、线路间短路等事故，严重威胁输电线路的安全。

根据导线振动的原因和形式，导线振动的类型可分为：微风振动、档距振动、舞动、除冰跳、横向磁电晕舞动、短路振动、紊流振动等。在这些类型的振动中，微风振动和身体运动对设备安全的影响尤为突出。下面介绍国网电力实验研究所整理的导线舞动、二次档距振动、微风振动的特点，如下表所示。

微风振动是空气动力的冲击频率等于跨中绷紧的钢丝的某一固有频率，产生共振的现象。

因为振动的必要条件是气流的均匀和方向的恒定。只有当风工给予的能量足够大时，导体的振动才能维持。这个最小风速称为下限值，一般为0.5m/s，风速增大时仍能引起导线振动的最大风速称为上限值。一般风速的上限值为4 ~ 7m/s，超过上限值时，导线不能振动。

当风向与导线轴线夹角为45 ~ 90时，导线容易产生稳定振动；夹角在30-45时，振动的稳定性很小，但夹角小于20时，一般不振动。

在平坦开阔的区域，有利于空气的均匀流动，容易形成强烈的振动条件；在起伏、交错、复杂的区域或线路附近有建筑物、树木等地物，都对气流产生摩擦力，不同程度地破坏了气流的均匀性，不易产生振动条件。

导线的振动程度除了与风速、风向、沿线地形和地貌有关外，还与导线的悬挂点高度、档距长度、直径结构和材料、导线的平均运行应力等有关。

(1)跨度长度的影响。跨度的长度是影响振动强度的重要因素，主要表现在振幅和振动持续时间上。在没有“减振器”(防振锤)的情况下，输入的风能和导线消耗的能量只与档距长度成正比，振幅与档距长度无关。即使在300米和3000米的两个跨度上，振幅值也应该相等。但在跨中安装同等数量的防振锤后，300m跨的振幅可能已降至安全水平；但是3000m的跨度还是有相当高的振幅。原因是振动强度与跨长有关，因为这两个跨上的减振器消耗的能量是相同的，但风输入的能量是不同的。

另一方面，跨度越长，能满足半波数整数倍的振动频率值越密。随着跨度的增加，振动的持续时间也增加。

(2)吊点高度的影响。随着悬挂高度的增加，振动的风速上限可以提高，振动频率范围可以扩大，振动的相对持续时间也可以增加。因此，在相同档距长度的线路上，导线的疲劳断股率会与悬挂点的高度成正比增加。

(3)导线尺寸对振动的影响。因为风传递给金属丝的振动能量大约与金属丝直径的四次方成正比。振动频率成反比

线的直径与其单位质量的比值可以大致解释振动；比值越大，振动越严重，也就是说，铝绞线的振动比钢绞线或铜绞线的振动更严重。同样，钢骨铝绞线与铝-钢截面的比值越大，振动强度越高。

(4)应力对振动的影响。随着导线张力的增大，导线自身消耗的振动能量(自阻尼)会随着张力的增大而减小，而振幅会增大。同时振动波长会增大，与金属丝张力的平方根近似成正比。当导线的张力增加时，振动频率和持续时间会随着张力的增加而增加，因此振动的二次成本增加，导线的疲劳极限降低，使导线容易断裂。因此，降低导线振动的措施之一是降低平均运行应力。

根据国内外大量的运行数据，绝大多数(90%以上)的断股发生在电线安装金具的部位。在跨度内自由振动的导线出现疲劳断股的情况极其罕见，而且只能发生在导线焊接质量差的地方。

最常发生的断股发生在悬垂线夹连接件的端部，或者集中在导线的导体和支撑面刚刚分开的部分。张力夹出口处的断股数量远少于悬垂夹。这是因为耐张线夹在一定程度上可以和导线一起振动，两者之间的相对位移较小。只有在质量较大的螺栓夹出口处，可能出现较多的断股。在装有针式绝缘子的线路上，断线经常发生在导线的捆扎点附近。对于分裂导线的线路，断股位置也发展到间隔棒线夹处。断股也发生在离杆塔最外侧测量的防振锤的线夹处或阻尼线的固定点处，防护线内部经常发生振动使导线磨损或断股。

合理的设计是导线防振的关键。采取的一般措施是安装减震器、保护线和阻尼线。此外，操作人员在施工时应严格检查验收，防止因安装在导线上的金具和导线不稳定而降低减振效果和磨损导线。线路投入运营后，对跨度大、容易产生阴影的杆塔悬垂线夹要认真检查，对部分锈蚀的减振器要及时更换。