高压架空输电线路导线微风振动的测量.pdf
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1、国庆5 0 周年优选论文湖北省电机I 程学会1 9 9 9 年学术论文专集高压架空输电线路导线微风振动的测量输变电专委会马建国付军丁一工郡云中董定雄苏勇摘要丰文论述了高压槊空电蟪路导魄藏风振动硼t 曲重要性,舟帮了导班擞凤振动硼量时的扳鬻盎用、测点进抨、判定依据等。井通过现橱实际测量肘舞试结果进行了分析判断,为了消除徽风撂轴对商压抽空输电墁路产生的危害提供了良好的监测手殷井为畴振设计提供科学的依据。关键词般风柱动测量1 前言高压架空输电线路导线微风振动是由于风的激励而引起的导线振动的一种现象,发生振动的风速范围般为0 5 1 0m 8,振动频率主要决定于导线的直径和风速,一般为3 1 5 0
2、P,z,振动持续时间较长,一般为数小时,有时可长达数天,属常时性振动,在高压架空输电线路上普遍存在。长期振动的结果窖易造成导线疲劳断股、金具磨损失效,振动严重时甚至造成断线事故,危及线路安垒稳定运行。为防止微风振动的危害,需要对输电导线采取适当的防振措施科学合理地选择防振器,为此需要进行防振投计,而防振设计的最重要最直接的依据就是进行现场微风振动的测量,提供防振措施所要覆盖的导线振动水平和振动频率范围从而收到事半功倍的效果。另一方面,微风振动自身的特点也捷定其不象导线舞动那样直观,可以用内眼观察到,它对导线的危害具有一定的隐蔽性,一般在观察到导线疲劳断股或金具损坏等事故后,这时的微风振动对高压
3、架空输电线路的危害已经报严重了,而且国内外统计资料及试验表明,微风振动使导线产生疲劳断股,有时会从导线内层开始外表发现不了,这绐巡线工作损容易造成假象,同时输电线路上的防振措施或防振器经过长期运行后,其参数变化,特性老化,消撮性能减弱,很难准确判断,因此只有通过现场铡振,对导线的运行情况进行在线监测,才能及时发现微风振动造成的隐患,防患于未然。所以加强高压架空输电线路导线微风振动的监测具有重要的意义。本文就其测量方法进行了论述并利用加拿大进口的微风振动监测仅P A V I C A 对武汉供电局所辖的2 2 0k v 李锅线进行了微风振动涮量,按照I E E E 方法进行了分析取得了一些有意义的
4、数据。2 微风振动的测量方法与判定依据2 1 测量方法2 1 1 测量仪器与测量内窖国际大电阿会议2 2 委员会0 4 工作组指出理想的潮振仪应具备的条件是:(1)可以适应测量规定序列及数据储存和评估;(2)重量轻,大约1 公斤,不影响振动形态;(3)容许日夜连续操作至少1 4 天;(4)安装简单方便及容许数据圆放和处理。根据上述条件,结合我省输电线路的具体情况,我们进口了加章大R O C T E S T 公司设计制造的微风振动监测仪P A V I C A,其上一代产品是T v M 一9 0。诙仪器可以莲续记录导线央最后接触点外3 5 英寸(约8 9 m m)处导线相对于1 0 8,里当呈望墨
5、尘耋篓耋塑垩兰兰垫三兰兰盒:兰查竺圭主苎线央的弯曲振幅值(蜂峰值),测量周期在每小时测量4 次,即每隔1 5 分钟记录一次数据的情况下,普通碱电池可连续运行4 个星期,符合 E E E 的测量周期至少1 4 天的要求。该仪器由一个密封的圆柱体(内装微处理器及电池)、安装用线夹、定位片(8 9 r a m)和振动传感器组成,重量仅O 5k 羁,可直接安装在线夹出口8 9 r a m 处,所测得的数据就是线夹出口8 9 r a m 处的弯曲幅值(峰峰值)及频率,并存于一6 4 6 4 阶矩阵型存储器中,即频率从0。2 5 5 I-I z分为6 4 栏,幅值从0 1 5 2 0 1 4 u r n
6、分为“栏,每个矩阵单元可记录该频率及幅值下的振动次数,最高记录次数达9 9,9 9 9,9 9 9 次,共有4 0 9 6 个矩阵单元。测量完成后取下,用标准型R s 一2 3 2 C 通讯接口插入计算机读取数据,因此该测振仪是一种很理想的仪器,同时该仪器还具有自动记录日最高与最低气温的功能+特别适宜于野外测量。2 1 2 测点选择对于已投入运行的输线路来说,其结构、导线规格、线夹类型已定,影响微风振动强度的因素主要是地形地钫、风速风向、悬挂点高度及运行张力等。产生微风振动的必要条件是气流的均匀性及其方向的恒定性,平坦开阔的地带以及跨越江河湖泊、山谷风口等处有利于气流的均匀流动形成了导线强烈振
7、动的条件,地面越开阀平坦,风速越太,也越平稳,输入导线的风能也就越大,使导线的微风振动越趋严重,地形起伏、变错复杂的地区,或线路附近有建筑物、树木等地物,就在不同程度上破坏了气流的均匀性,这些地方产生微风振动的强度就比较弱。在其它条件相同的情况下,悬挂点越高,风速范围越大,风振频率也越宽,使得风振强度也增大。因此在测振选点时,应选择地形平坦开阔、悬挂点比较高的挡距进行测量。同时气温越低,导线的运行张力越大而张力超太,则导线的振动越强烈,因此测量宜在气温较低的季节进行,一般应选在冬春季节或深秋,这样测量才具有代表性。2 2 羽判定依据目前国际上的判定标准有两种,一是振动角判定标准,这是前苏联习惯
8、采用的;另一个是采用弯曲幅值(线夹出口8 9 m m 处弯曲峰峰值)制定标准,这是北美国家常采用的标准。其中要了解导线受到的振动应力采用后一种标准是最适宜的。按I E E E 拆准,离线夹出口8 9 m m 处设测点,式(1)为经验公式,用来表示弯曲幅值1 n 与弯曲的应变e 之间的关系。e=3 5 4 xd Y bx 1 0 一(1)接弯曲应变表示,加拿大认为弯曲应变取1 5 0 u(峰峰值)是保守的,采用2 0 0 u 很可能是安全的;I E E E 规定:导线外径小于0 7 英寸时,弯曲应变不大于1 5 0 u;导线外径超过0 7 英寸时,弯曲应变不大于3 0 0 u,这个数值很可能是安
9、全的。因此笔者认为弯曲应变取1 5 0 u(峰峰值)作判定依据是适合的,其对应的弯曲幅值(峰峰值)可按(1)式计算。3 现场实现测量3 I 现场情况简介武汉供电局汉阳分局所辖的2 2 0k V 李锅线从8 年投运至今已有2 1 年时间,防攘锤的情况是否减弱及微风振动严重与否直接关系到输电线路的安全稳定运行,因此为了了解诙线路导线微风振动情况,于1 9 9 9 年1 月7 2 5E l 在该线路4 4 4 5 号塔问开展了导线微风振动测量试验。该档档距4 3 7 米地形开阔,通过湖区,四周屏蔽物较少,选点比较适宜。诙输电线路三相导线呈三角形排列,每相导线为单导线,其型号为L G J Q-4 0
10、0,该档边相导线靠近悬垂线夹1 0 9 国庆5 0 周年优选论文湖北省电机工程学会1 9 9 9 年学术论文专集处对地高度为1 7 米,防振措施采用的是防振锤,型号为卜l,重量为7 2 k g,数量为1 个。3,2 仪器安装与整定测量仪器为2 1 1 节所介绍的测振仪P A V I C A,通过带电作业直接安装在“号塔边相导线悬垂线夹出口8 9 r a m 处,仪器测量记录时间5 秒测量周期2 0 分钟即每隔2 0 分钟记录一次数据,测量天数1 8 天,符合I E E E 规定要求。3 3 实测结果悬垂线夹出口8 9 r a m 处导线振动水平见表l 所示。表l悬垂线夹出口8 9 r a m
11、处导线振动测试结果振动幅值水平(蜂峰值)斌验天数l23456789l Ol l1 21 31 41 51 8 天摇动次数(次)l42 41 721OOOO00010O200000O00O0O0000331 81 1O000O000000040O000OO0000000O51 85 94 41 4lOOOOOOO0O60O000O000000000振动70000000O00OO0OO频蛊808 070O0OOOO0O0O0水平95 55 4 940000O00000001 04 2 23 5 3O00OO00O000001 l3 3 43 3 5OOOO0OOO00OOO1 203 4 7 80
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