分裂导线-间隔棒体系扭转刚度的计算
架空输电线路微风振动的危害与防治
架空输电线路微风振动的危害与防治[摘要]微风振动是一个异常错综复杂和随机性很强的问题，稳定的又比较缓慢的微风是造成导线振动的主要因素。
本文首先介绍了微风振动的危害，然后简单分析了影响振动的因素，最后详细谈谈架空输电线路微风振动的防治措施。
【关键词】架空输电线路；微风振动；防治高压架空输电线路地处旷野，终年受到风、冰和气温变化等气象条件的影响。
风的作用除使架空导、地线和杆塔产生垂直于线路方向的水平载荷外，还将引起导、地线的振动。
其振动按频率和振幅可分为微风振动和舞动。
微风振动的频率较高，约为10～20Hz，而振幅较小，一般很少超过导线的直径，但有时也会达到直径的2～3倍。
一、微风振动的危害架空输电线路上为了防止微风振动而安装防振锤，如果安装不得当会适得其反。
过多地装设防振锤，就像一个集中荷载加在线路上，致使防振锤夹头处出现振动死点，造成断股。
线路振动能加速绝缘子老化，这是因为由于线路的振动，必然引起绝缘子及其连接金具一起振动，这种振动往往会造成金具零件松动、杆塔零件损坏，加速绝缘子的老化。
另外，由于杆塔基础不稳固，拉线受力不均匀，造成线路、杆塔本身和拉线系统组成一个弹性系统，当线路发生振动时，其频率可能与杆塔振动的自然频率接近，容易形成共振。
横担和吊拉杆在受力情况下的振动，不但会引起固定螺栓的松动，同样会加速这些材料的疲劳损伤，特别是当这些材料有内部缺陷时，更有可能造成因材料疲劳损伤发生折断事故。
二、影响振动的因素微风振动最容易在下列地区发生：导线拉力大而对地面距离高的地方，平原开阔地带，山谷河流等大跨越地段。
在大跨越档距中，不但有横向风力，而且由于上，下层有温差，还会产生垂直向上的气流，此时，架空线的微风振动比较严重。
影响导线振动断股的原因很多，如导线的静应力、由振动引起的弯曲应力、线夹结构、杆塔型式、线路经过地区地形地貌及气象条件等。
其中净应力和动弯应力的大小是影响导线断股的主要因素。
一般以导线平均运行应力的大小去评价导线可能出现的振动水平，平均运行应力越高，振动断股就越严重。
2016年注册电气工程师(发输变电)《专业知识考试(下)》真题及详解
2016年注册电气工程师（发输变电）《专业知识考试（下）》真题及详解一、单项选择题（共40题，每题1分，每题的备选项中只有1个最符合题意）1．某500kV变电站高压侧配电装置采用一个半断路器接线，安装主变压器4台，以下表述正确的是：（）A．所有变压器必须进串B．1台变压器进串即可C．其中2台进串，其他变压器可不进串，直接经断路器接母线D．其中3台进串，另1台变压器不进串，直接经断路器接母线答案：C解析：《220kV～750kV变电站设计技术规程》（DL/T 5218—2012）第5.1.2条规定，500kV、750kV配电装置的最终接线方式，当线路、变压器等连接元件总数为6回及以上，且变电站在系统中具有重要地位时，宜采用一个半断路器接线。
因系统潮流控制或因限制短路电流需要分片运行时，可将母线分段。
采用一个半断路器接线时，宜将电源回路与负荷回路配对成串，同名回路不宜配置在同一串内，但可接于同一侧母线；当变压器超过两台时，其中两台进串，其他变压器可不进串，直接经断路器接母线。
2．某地区规划建设一座容量为100MW的风电场，拟以110kV电压等级进入电网，关于电气主接线以下哪个方案最为合理经济？（）A．采用2台50MVA升压主变，110kV采用单母线接线，以一回110kV线路并网B．采用1台100MVA主变，110kV采用单母线接线，以二回110kV线路并网C．采用2台50MVA升压主变，110kV采用桥形接线，以二回110kV线路并网D．采用1台100MVA主变，110kV采用线路变压器组接线，以一回110kV线路并网答案：C解析：《风力发电场设计技术规范》（DL/T 5383—2007）第6.1.2条规定，网络的输电容量必须满足各种正常运行方式并兼顾事故运行方式的需要。
事故运行方式是在正常运行方式的基础上，综合考虑线路、变压器等设备的单一故障。
《风力发电场设计技术规范》（DL/T 5383—2007）第6.3.2-3-2条规定，选择主变压器容量时，考虑风力发电场负荷率较低的实际情况，及风力发电机组的功率因数在1左右，可以选择等于风电场发电容量的主变压器。
110(66)kV～500kV架空输电线路评价标准(试行)
附件二：1． 110（66）kV～500kV架空输电线路评价标准（试行）国家电网公司二○○五年十二月目录1 总则................................................ (3)2 评价内容.................................................... . (5)3 评价方法............................................................ .. (5)4 评价周期.................................................................... (9)5交流高压输电线路评价标准表............................... .................. (11)6附录................ ............................. ...................... (28)110（66）kV～500kV架空输电线路评价标准（试行）1 总则1.1 为了加强架空输电线路（以下简称线路）的全过程管理，及时掌握输电线路各个阶段的状况，制定有针对性的预防设备事故措施，全面提高输电线路的管理水平，特制订本评价标准。
1.2本标准是依据国家、行业、国家电网公司现行有关标准、规程、规范，并结合近年来国家电网公司系统线路生产运行情况分析以及运行经验而制定的。
1.3 本评价标准规定了线路在投运前（包括设计选型、现场安装、交接验收）、运行维护、检修、技术监督、技术改造等阶段全过程的评价项目、评价要求、评价方法。
1.4 本评价标准适用于国家电网公司系统110（66）kV～500kV电压等级架空输电线路的评价工作。
1.5 引用标准线路评价应遵循以下标准、规范和相关技术要求，当有关标准、规程、规范的内容发生变化时应使用最新版本。
输电线路舞动治理工作指导意见
附件：输电线路舞动治理工作指导意见导线舞动是危害输电线路安全稳定运行的一种严重灾害，舞动是导线发生偏心覆冰，在风激励下产生的一种低频、大振幅自激振动，舞动会造成闪络跳闸、金具及绝缘子损坏、导线断股断线、杆塔螺栓松动脱落、塔材损伤、基础受损，甚至倒塔等严重事故。
近年来随着我国电网规模的扩大和大范围极端恶劣气象的频发，输电线路舞动事故发生的概率明显增加，特别是2009-2010年冬季，受多次大范围大风降温、雨雪冰冻等恶劣天气过程影响，河南、辽宁、河北、山东、湖北等14个网省公司发生了多次大面积输电线路舞动事故，严重威胁电网的安全稳定运行。
为提高电网抵御自然灾害的能力，科学合理地选择防舞技术和措施，规范防舞方案设计，全面开展输电线路防舞治理，保证严重自然灾害条件下主网安全稳定运行和安全可靠供电，特制定本指导意见。
一、总体目标和要求（一）适应经济社会发展和坚强智能电网建设需要，规范输电线路舞动治理技术要求，完善防舞技术措施，全面提高舞动治理水平。
（二）坚持技术先进、经济合理、重点突出原则，根据本指导意见制定舞动治理规划和实施计划，按轻重缓急分步实施。
（三）通过全面的舞动治理和技术改造，在发生引起舞动的恶劣天气情况下，能够确保各电压等级线路，尤其是核心骨干网架、战略性输电通道、重要负荷供电线路等重要线路的安全稳定运行。
（四）500（330）千伏及以上电压等级输电线路防舞方案由国家电网公司组织专家评审后实施，220千伏及以下电压等级输电线路防舞方案由各网省公司组织专家评审后实施。
二、舞动治理范围（一）已发生舞动的输电线路相应舞动区段应开展防舞治理；其它未舞动区段应开展舞动可能性分析，结合地形、地貌、线路走向、杆塔结构等因素，必要时开展防舞治理。
（二）与舞动线路处于同一区域的未舞动线路应开展舞动可能性分析，必要时开展防舞治理。
同塔双回线路应对其中一条线路采取防舞措施。
（三）500千伏及以上电压等级和220千伏重要输电线路应结合气象条件、地形、地貌、线路走向、线路参数、杆塔结构等因素开展舞动可能性分析，必要时开展防舞治理。
第7章 扭转的强度和刚度计算
WP
D3
16
1
4
3 M nmax 16
14 76.7mm
21
M n21L GIP
0.00734rad
13 34
M n13L MGn3I4PL
GIP
0.00917rad 0.00275rad
第四章 扭转/四 圆轴扭转时的刚度计算
3 圆轴扭转时的刚度条件 要求单位长度的扭转角不超过某一许用值,即:
M n max GIP
1800
M n max
G d 4
1800
0 m
32
d
4
M nmax 180 32
G 2
4
7004 180 32
80109 2 0.3
0.114m 11.4 cm
由此应选直径 d maxd强，d刚＝max9.6,11.411.4cm
2. 选择空心圆轴直径
• 按强度条件
Mn WP
实心圆截面 d
d
d
2
IP 2dA 2 2 d 2 3d
A
A
0
IP
d 4
32
WP
d 3
16
空心圆截面
D
d
D
IP
2
2 3d
D4 d4
d
32
d
D
2
IP
D4
32
1 4
WP
D3
16
1 4
第四章 扭转
四 圆轴扭转时的刚度计算
第7章 扭转的强度和刚度计算
1 扭转角 与剪切角
1.5KN·m，AB段的直径d1＝4cm，BC段的直径d2＝7cm。已知材料的剪切弹性模
量G＝80GPa，试计算φAB和φAC。
扭转刚度(材料力学)
109mm
12
2、由刚度条件确定所需外直径D
jm ax
Tmax GIp
180 π
G
Tmax πD4 (1
4
)
180 π
[j]
32
D
4
32Tmax
Gπ(1 -
4
)
180 π
1
[j ]
4
32 9.56 106 80103 π 1 0.54
180 π
0.3
1 103
125.5mm
d D 0.5125.5 63.75mm
等直圆轴扭转时的变形•刚度条件
Ⅰ、扭转时的变形 ——两个横截面的相对扭转角j
Me
Me j
a
b
T
T
O1
O2
A g D dj
D'
a dx b
扭转角沿杆长的变化率 dj T
d x GI p
dj T d x
GIp
1
Me
Me j
相距l 的两横截面间相对扭转角为
lT
j dj
dx
l
0 GI p
等直圆杆仅两端截面受外力偶矩 Me 作用时
T2l AC GIP
637103 500 80103 π 704
1.69103 rad
32
jCB j AB jCA [1.52 (1.69)]103 0.17 103 rad
5
例 图示空心圆杆 AB，A端固定，底板 B为刚性杆， 在其中心处焊一直径为d2的实心圆杆CB。空心杆的 内、外径分别为 D1和 d1，外力偶矩 Me、两杆的长 度l1、l2 及材料的切变模量G 均为已知。试求：
2、非等直杆扭转、扭矩沿杆长变化、或端面有约束 不能自由翘曲时
66千伏分裂导线间隔棒规程
66千伏分裂导线间隔棒规程导线间隔棒的作用与意义
1.1 导线间隔棒的定义
1.2 导线间隔棒的作用
1.3 导线间隔棒的意义
导线间隔棒的设计与选用
2.1 导线间隔棒的设计原则
2.2 导线间隔棒的选用标准
2.3 导线间隔棒的材料选择
导线间隔棒的安装与维护
3.1 导线间隔棒的安装要求
3.2 导线间隔棒的安装步骤
3.3 导线间隔棒的维护方法
3.4 导线间隔棒的故障排除与处理
导线间隔棒的检测与评估
4.1 导线间隔棒的检测方法
4.2 导线间隔棒的评估指标
4.3 导线间隔棒的定期检测与评估
导线间隔棒的优化与改进
5.1 导线间隔棒的优化方案
5.2 导线间隔棒的改进措施
5.3 导线间隔棒的未来发展趋势
结论
通过对66千伏分裂导线间隔棒规程的探讨，我们深入了解了导线间隔棒的作用与
意义，并详细介绍了其设计与选用、安装与维护、检测与评估等方面的内容。
同时，我们也提出了优化与改进的方案，并展望了导线间隔棒的未来发展趋势。
导线间隔棒在电力系统中的重要性不可忽视，正确的使用和维护对于电网的稳定运行具有重要意义。
希望本文能为相关人员提供有益的参考和指导，促进电力系统的安全运行。
66千伏分裂导线间隔棒规程
66千伏分裂导线间隔棒规程
根据中国的电力行业标准规定，66千伏分裂导线间隔棒的规
程如下：
1. 间隔棒的材质应为高强度的绝缘材料，具有良好的绝缘性能和机械强度。
2. 间隔棒的长度和直径应符合规定标准，以确保导线之间的间隔正确。
3. 间隔棒的安装位置应根据具体的设计和实际情况确定，一般应安装在导线之间的接地线之上。
4. 间隔棒的安装应保证其与导线之间的距离符合规定标准，通常在20-30厘米之间。
5. 间隔棒应固定牢固，不得出现松动、倾斜等现象，以确保安全可靠。
6. 间隔棒在安装过程中应注意防止与导线接触，避免引起短路和其他安全问题。
7. 安装完毕后，应进行必要的检查和测试，以确保间隔棒的安装符合规程要求，并能够正常工作。
请注意，以上规程仅为一般性指导，并不代表具体的技术要求。
实际的分裂导线间隔棒规程可能根据具体项目的要求和技术标
准进行调整。
因此，在实际操作中，应根据相关规定和要求进行具体的设计和安装。
分裂导线—间隔棒体系扭转刚度的研究
（ ４ ）
（ ） Ｎｇｌ １ ｉ 模型 ： ｉｏ认 为 ， ｏ Ｎｇｌ 分裂导线 的扭转 刚度是 导
可 见 ， ｉｏ扭转刚度模型是 Ｗａ ｇ 转刚度模 型一种特 Ｎ ｇｌ ｎ扭 殊形式。 以上各式中 ：ｏ 为初始状态的弧垂 ； ｉｉ＝１ …， Ｙ、 Ｋ（ ， ４ ）为对应联接板 的参数 ， 体取 值与 绝缘 子和 导线 的连 接 具 方式 、 导线数 目、 子 导线弧垂等有关 。
线对 轴向施加 的扭 矩作 用 的 抵抗 力 ， 现非 线性 性质 。通 呈
过在不同位置 的间 隔棒处 施 加扭 矩 ， 矩 和扭转 角 的关 系 扭 曲线如 图 １所 示分为 Ｏ Ａ线性 段 、 Ｂ非 线性 段 和 Ｂ Ａ Ｃ失稳
段。在建 模过程中 ， ｉｏ 还作了 以下几点 假设 ： 忽略导线 Ｎ ｇｌ ①
刚度对导 线体系 的动力 特 性影 响 明显 ］ 是 影响 扭转 频率 ， 的关键参 数 ， 而扭转频率很 大程 度上影 响着 导线 的舞动 ， 同时也是 建立 分裂导线体 系多 自由度 动力学 模型 的重 要参 数 。因此 ， 有必 要开 展对 分 裂导线 一间隔棒 体 系初始 扭转
刚度 的研 究。
。
１０ ０
２ ３ ０ ００ ０
４ ０ ０ ５ ０ ０
扭 转 角， （ ｏ）
有限元 中导线采用杆单元来 模拟 ， 间隔 棒采 用梁单元
分裂导线扭矩一 扭转角关系图
模拟 ， 布置方案 同文献 ［ ］ 其 简化形 式 如 图 ３所 示 。由 于 ６，
限元模 型 ， 提出其初 始扭转 刚度 的有 限元模 拟方法 ， 并变 化体系 内各种参 数进行研 究。研究表 明 ， 分裂导 线 ～间 隔棒 体系的初始扭转 刚度是体系本身 的固有属性 ， 与所受 的外力 及扭转 的程度无关 ， 的大小受 分裂导 线 间距 的 它
简述分裂导线的运行特性及间隔棒的应用计算
3、相间间隔棒：为防止导线舞动，造成相间碰线闪络，用硅橡胶合成材料制成的绝缘间隔棒，安装于相导线间，将三相导线联在一起，利用三相导线不同步舞动互相阻尼，从而减小舞动的振幅，或抑制舞动发生。相间间隔棒应能承受线路的线间电压。
4、子导线的粘连：在子导线呈垂直分裂时，当负荷很大或发生单相接地短路时吸引力达到了最大值。此时若子导线间距离较小（如小于400mm）在档距较大的风口处，子导线间会发生粘连现象。使导线电晕加剧，发出较大的电晕噪声，导线受到磨损。粘连的治理要在竣工验收时严格控制分裂间距不小于400mm，对垂直分裂导线在特殊情况（大档距、风口）也应安装间隔棒。
5、子导线的混绞：当子导线呈垂直分裂时，在恶劣的气象条件下，冰、雪脱落子导线的跳跃和大风的作用，此时若子导线间距离较小（如小于400mm），上下子导线间将发生混绞现象。使导线受到磨损。线路难以恢复正常情况。在线路带电运行情况下子导线的粘连与绞线往往同时出现。
6、微风振动：微风振动是导线在横向微风的作用下发生的一种具有一定频率的类似弦的上下运动。分裂导线线路，在子导线安装间隔棒后破坏了导线在微风下的谐振条件，从而抑制了导线的微风振动。国外的经验都证实了这一点。1974年国际大电网会议的结论是：二分裂线路安装间隔棒后，导线微风振动的振幅减小50％，三、四分裂线路安装间隔棒后，导线微风振动的振幅减小87～90％。可见，间隔棒对减小分裂导线线路的微风振动效果明显。我国规程中规定，500kV四分裂导线线路采用阻尼间隔棒时，一般不安装防震锤，只有档距在500m及以上时才安装。
2、子导线在风的作用下的鞭击：当子导线呈水平分裂时，如二分裂、四分裂和六分裂的导线,在风的作用下，子导线发生不同步摆动相互碰撞，发出很大的响声，导线受到磨损，这就是子导线的鞭击。导线鞭击的发生与线路所处的环境(平丘地形易发生)、大负荷电流、分裂间距小于400mm有关。
间隔棒的简介
间隔棒远距离、大容量的超高压输电线每相导线采用了二根、四根及以上的分裂导线。
目前220kV 及330kV的输电线采用二分裂导线，5ookV输电线采用三分裂及四分裂导线，电压高于500kV 的超高压输电线采用六分裂及更多分裂的导线。
为了保证分裂导线线束间距保持不变以满足电气性能，降低表面电位梯度，及在短路情况下，导线线束间不致产生电磁力，造成相互吸引碰撞，或虽引起瞬间的吸引碰撞，但事故消除后即能恢复到正常状态，因而在档距中相隔一定距离安装了间隔棒。
安装间隔棒对次档距的振荡和微风振动也可起到一定的抑制作用。
根据结构特点，间隔棒分为球纹间隔棒、环绞间隔捧、阻尼间隔棒、单绞式间隔棒等。
定型的间隔棒为二分裂导线用球绞间隔棒，适用于220kV及330kV二分裂导线，亦可组合安装成三分裂、四分裂导线用的间隔棒，以简化线路结构，为运行维护创造方便条件。
二分裂导线用间隔棒组装成三分裂或四分裂导线用间隔棒的安装示意如图3-148所示。
图3-148(1）二分裂球绞间隔棒。
球绞间隔棒的线夹由铝合金制成，以球窝与撑棒的钢球为绞接点，沿水平与垂直方向均可转动5一8，间隔棒承受导线短路电磁吸引力产生的向心力为3000一4000N，安全系数为2.5，间隔棒的轴向破坏荷重不小于7000一10000N。
球绞间隔棒的形状及规范如图3-149及表3-110所示。
图3-149表3-110 球绞间隔棒规范（一）(2）铝管支撑球绞间隔棒。
间隔棒支撑用高强度铝合金制造，球头与支撑连接为压接，结构合理并提高了强度。
间隔棒形状及规范如图3-150及表3-111所示。
图3-150表3-111 球绞间隔棒规范（二）(3）四分裂阻尼间隔棒。
我国第一条500kV超高压输电线路的四分裂导线采用了单铰式间隔棒，运行证明该间隔棒性能较差，因而新建工程分别选用了阻尼圆环间隔棒和阻尼十字形间隔棒。
这两种间隔棒由于选用硅橡胶作为阻尼元件，提高了间隔棒的阻尼特性，克服了导线蠕变出现的线夹松动现象。
电气工程师-专业知识(发输变电)-最新章节练习-送电线路
电气工程师-专业知识（发输变电）-最新章节练习-送电线路[单选题]1.为防止覆冰或脱冰时，导地线间发生闪络，330kV线路在15mm冰区，地线对边导线的水平偏移应不小于( )。
A.1.0mB.（江南博哥）1.5mC.2.0mD.2.5m正确答案：C[单选题]2.在三相对称中性点不直接接地的电力线一相短路接地故障，以及交流电气铁道接触网和其他不对称电力线正常运行状态下，人体碰触邻近通信导线时，由容性耦合引起的流经人体的电流允许值为( )。
A.10mAB.12mAC.18mAD.15mA正确答案：D[单选题]3.A.1175B.1270C.1370D.1570正确答案：B[单选题]4.220kV/330kV/500kV送电线路跨越弱电线路及电力线路时，其最小垂直距离为( )。
A.3.5m/4.5m/8mB.4m/5m/8.5mC.4.5m/5.5m/9mD.5m/6m/9.5m正确答案：B[单选题]5.导线排列方式改变时，导线在档距中间最小距离应满足最小净空距离的规定，如220kV线路应大于( )。
A.3～3.5mB.3.5～4mC.4～4.5mD.4.5～5m[单选题]6.绝缘子串的连接金具，在最大使用负荷下的安全系数不小于( )。
A.2B.2.25C.2.5D.2.75正确答案：C[单选题]7.500kV线路的地线采用镀锌钢绞线时，标称截面不应小于( )。
A.B.C.D.正确答案：B[单选题]8.电线以杆塔为支撑悬挂于空间，其弧线几何形状的精确表达式为( )。
A.抛物线B.斜抛物线C.悬链线D.双曲线正确答案：C[单选题]9.当送电线路对电信线路感应产生的噪声计电动势或干扰电流超过允许值时，应根据具体情况，进行全面技术经济比较，合理选用防护措施，以满足允许值的要求，下列( )项不是电信线路方面可选用的措施。
A.加装放电器B.明线改电缆C.改进电信线路路径D.有线通信改无线通信正确答案：A[单选题]10.A.抛物线B.双曲线C.圆弧线D.椭圆弧线[单选题]11.A.B.C.D.正确答案：B[单选题]12.重冰区导线的排列方式应采用( )。
输电线路间隔棒的技术分析
输电线路间隔棒的技术分析摘要：风作用下，输电线的微风振动发生得最为频繁，持续时间有时可达数日不止，导致电线疲劳断股以及金具、杆塔构件的损坏，而且限制了导线的使用应力值。
对于架空输电导线而言，一般采用多根子导线并联的方式输电，为了防止子导线黏附，需要在每档安装多个间隔棒。
间隔棒的使用可以保证子导线线束间距保持不变以满足电气性能，降低表面电位梯度，以及在短路情况下，导线线束间不致产生电磁力，造成相互吸引碰撞，还对次档距的振荡和微风振动起到一定的抑制作用。
本文主要针对间隔棒的技术发展路线，通过检索、统计、分析了间隔棒领域的专利申请，重点梳理了重要申请人、技术分布等状况等信息，同时阐述了重点专利的技术发展脉络。
关键词：间隔棒技术演进专利分析一、前言近年来，随着电网规模的日益扩大，架空输电线路的舞动问题日趋严重。
据不完全统计，1957年至1996年间有21年发生了导线舞动，其中较大的有48次，涉及线路171条，引起线路跳闸超过130次，造成巨大经济损失。
架空输电导线的舞动是在风激励作用下覆冰导线产生的一种大幅度、低频率的自激振动。
统计数据表明，在0℃气温附近且具备3mm以上导线覆冰厚度并在大风作用下则可能发生舞动，因此在架空线路覆冰且有大风的地区容易发生舞动。
我国输电线路的舞动范围比较广，而且具有明显的区域性，整体来看是一条从湖南延伸到吉林的带状区域，这条带状区域内的气候条件恶劣，经常有大风、降雪等极端天气出现，使得导线极易覆冰从而发生舞动，其中河北、辽宁等省份是舞动频发区。
间隔棒是架空输电线路中经常使用的一种防舞动金具，对于分裂导线目前使用较为普遍的间隔棒是一种可以支撑多根导线并将其分开夹持的招合金框架式间隔棒。
分裂导线上每隔一段距离就会有间隔棒将子导线固定起来。
导线的状态由于间隔棒的作用而被改变，特别是对于传统设计的间隔棒，由于这种间隔棒是固定式连接的，使得子导线在这种间隔棒附近无法实现相应的转动。
同时由于这种设计，从而增大了长度更短的次档距导线的扭转刚度。
特高压输电线路防舞动研究
特高压输电线路防舞动研究摘要：根据特高压交、直流输电线路的结构参数及相应的冰风条件，分析对其进行防舞分析的必要性，研究基于失谐防据，提出主要抑制分裂导线横向和扭转的耦合振动和降低导线覆冰不均匀性的防舞原则。
针对特高压输电线路的防舞设计，开发基于失谐防舞机理的失谐间隔棒、基于减轻导线覆冰不均匀性原则的线夹回转式间隔棒和基于舞动稳定性机理的双摆防舞器3种防舞装置，并建立基于相应防舞器的防舞设计方法。
关键词：舞动；特高压；线夹回转式间隔棒；失谐间隔棒；双摆防舞器架空输电线路运行过程中会因自然条件的作用而发生多种灾害事故，舞动就是其中危害较为严重的一种。
架空输电线路的舞动是一种空气动力不稳定现象，是输电线路导线不均匀覆冰后在风力作用下引起的一种低频率（约为0.1-3Hz）、大振幅（约为导线直径的20-300倍）的自激振动现象，属于驰振范畴，在振动在形态上表现为在1个挡距内只有1个或少数几个半波。
舞动产生的危害是多方面的，轻者发生闪络、跳闸，重者发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，杆塔螺栓松动、脱落，甚至倒塔，导致重大电网事故。
根据输电线路经过的主要地区的气象、地形等条件，及实际的运行观测，我国是舞动灾害最严重的国家之一，因此对于输电线路的防舞动问题是非常重要的研究课题。
一、现有导线舞动激发机理分析为防止舞动现象对输电线路的正常运行造成的巨大危害，国内外许多学者在此方面开展了大量的研究工作，在起舞机理、舞动过程等方面取得了很多重要的成果。
分析现有的输电线路舞动激发机理，可得到如下的结论：1）输电线路舞动的激发是一个复杂的流固耦合问题，并且受到许多参数的影响和制约，例如导线系统参数、冰、风、雨量、气温、气压等。
因此，到目前为止仍然没有得出一个统一、普适的激发机理，现有的激发机理都是基于某种简化力学模型，重点考虑部分影响参数而得到的，故对于同一条线路，在不同条件下、不同时间段可能出现不同的舞动激发模式。
横向振动激发机理是在只考虑导线垂直方向自由度的情况下得到的，Nigol 扭转激发机理是同时考虑导线垂直方向自由度和扭转自由度情况下得到的。
750kV线路六分裂导线翻转扭绞技术分析及防范治理措施
750kV线路六分裂导线翻转扭绞技术分析及防范治理措施摘要：750kV某Ⅰ回线路42～43号档左相六分裂导线未发生舞动而出现翻转扭绞现象，这在国内750kV线路上尚属首次。
本文给出了采取带电处理的相应修复措施，并进行了导线翻转扭绞的力学、现场条件方面的原因分析，提出避免导线翻转扭绞的几点预防措施与建议，以提高电网运行的稳定性和可靠性。
关键词：750kV线路；六分裂导线；翻转扭绞750kV某Ⅰ回输电线路的导线呈三相水平排列，每相导线为六分裂，分裂间隔为400mm，导线型号为LGJ-400/50钢芯铝绞线。
导线翻转扭绞发生在白黄Ⅰ回线路某耐张段的42~43号档左边相，缺陷段的线路设计参数如表1所示。
该缺陷档共安装9个间隔棒，导线在42号侧第1、2间隔棒中间至第5、6间隔棒中间发生180°整体翻转（面向大号侧，导线绕线束轴线逆时针旋转），扭绞处线路下方电晕放电声比较大，翻转区间上下对称子导线位置互换，于是导线翻转与未翻转交界处的6条子导线出现扭绞。
42~43号档断面图如图1所示。
导线翻转扭绞随时可能导致金具损伤、导线断股甚至断线，从而引发停电事故，研究导线翻转扭绞问题，分析原因、采取相应修复措施、提出预防措施及建议，对750kV线路乃至电网的安全稳定运行都有着重要意义。
一、修复措施发现该危急缺陷后，迅速组织进行了现场勘查，采取了带电处理该危急缺陷的方案，办理了相关带电作业手续，两名作业人员着全套合格屏蔽服登塔至相应位置处，始终与带电导线保持足够的安全距离，两名高空作业人员配合将携带的绝缘绳两端分匀，抛在导线上套住线束，地面电工将绳套溜至靠近导线扭绞的间隔棒处，在工作负责人统一号令下拉紧绝缘绳，使线束向翻转的反向转动，直至导线复位后，经现场检查导线及间隔棒未见异常。
如若在实际带电修复工作中未能顺利完成，可考虑采取如下停电处理方案：1.停电。
将缺陷档1档导线降至一定高度，用棕绳转动线束。
分别在缺陷档两端用绞磨将导线六线联板与绝缘子串摘开，将六线联板与导线一起下放，待放下高度能到人从地面将棕绳抛到导线上时停住，将棕绳抛到导线上套住线束，再将绳套溜至靠近导线扭绞的间隔棒附近，人在地面拉住绳索转动线束。
架空输电线路分裂导线扭转刚度计算新方法
架空输电线路分裂导线扭转刚度计算新方法谢增;刘吉轩;刘超群;陈花玲【摘要】Aiming at the existing analytic methods being lacking in reliable accuracy, a new algorithm for calculating torsional stiffness of bundle overhead transmission lines is presented. Taking the length variation of sub-conductors as a result of torsional deformation of bundle conductors, the actual sub-conductor tension is gained. Then the effects of the sag and a difference of level between the two anchoring points are considered, and a theoretical torsional stiffness formula is deduced in a general bundle conductor span. The parameters affecting the torsional stiffness are revealed by the formula, and the torsional stiffness of bundle conductors can be directly evaluated by means of these parameters. The effectiveness and adaptability for arbitrary span lengths and number of sub-conductors are verified by comparing with the actual measuring results.%针对以往在架空输电线路分裂导线扭转刚度研究中存在计算误差较大的问题,提出了一种计算分裂导线扭转刚度的新方法.首先通过分析分裂导线扭转运动所引起的子导线长度变化,推导了子导线在扭转时的实际张力计算公式；然后针对一个档距的任意分裂导线进行力学分析,除了考虑到以往研究中所涉及的一些影响因素之外,还特别考虑了线路弧垂和线路两端高度差的影响,最终导出了分裂导线扭转刚度的一般计算公式.所推导的计算公式较清楚地描述了各种参数对扭转刚度的影响规律,并且通过确定这些参数能够直接计算得到扭转刚度数值.通过与实测值的比较表明,对于不同的分裂数、档距长度等参数的分裂导线,其扭转刚度计算结果均有较高的精度,证明了该计算公式的有效性和适应性.本研究为进一步分析和防治架空输电线路分裂导线舞动提供了新的手段.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2012(046)002【总页数】7页(P100-105,140)【关键词】输电线路;分裂导线;扭转刚度;舞动;导线张力【作者】谢增;刘吉轩;刘超群;陈花玲【作者单位】西安交通大学机械工程学院,710049,西安;西安交通大学机械工程学院,710049,西安;西安交通大学机械工程学院,710049,西安;中国电力科学研究院科研处,100192,北京;西安交通大学机械工程学院,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】TM751输电线舞动是输电线路振动形式的一种，最大特点是其振动的低频率（约为0.1～3Hz）和大振幅（约为导线直径的5～300倍）.线路舞动多发生在冬季，对输电线路的危害极大，造成的后果包括线间短路、接地短路、电弧烧伤、断股、断线、倒塔、金具损害等［1］.统计数据表明，分裂导线较之单导线更易发生舞动，而随着输电电压向特高压、超高压方向发展，架空输电线路更多地采用分裂导线，因而分裂导线舞动的问题引起了各国的关注.研究表明，导线的扭转振动对舞动的产生起着重要的作用［2］，为了分析导线的扭转振动，扭转刚度是一个至关重要的参数.单导线的扭转刚度是导线自身的固有特性，容易通过测试得到，而分裂导线的扭转刚度与单导线的扭转刚度不同，是分裂导线绕分裂圆中心扭转时整体具有的刚度，除子导线扭转刚度外，还与分裂数、档距长短、间隔棒数目、分裂圆大小、张力等因素有关.分裂导线扭转刚度的复杂性及其测试的困难是目前对分裂导线舞动研究的主要障碍，现有的分裂导线扭转刚度的计算公式［3－6］与实测值相比尚有较大的误差.针对以往研究的不足，本文提出了一种新的、更精确的理论公式来计算分裂导线的扭转刚度.该公式能够清楚地反映影响分裂导线扭转刚度的各种因素，便于研究各因素对扭转刚度的影响规律，也为进一步研究分裂导线的舞动奠定了理论基础.Nigol等人［3］于1977年为推导分裂导线扭转刚度做了如下假设：①忽略导线质量，也即认为导线无垂弧；②各子导线上的初始水平张力相同，且扭转时保持初始值不变；③扭转时分裂导线各截面分裂圆相同且不变；④忽略间隔棒质量；⑤忽略导线弹性和弯曲刚度；⑥间隔棒等距分布；⑦忽略线路高度差.由此提出了一个计算分裂导线初始扭转刚度的计算公式式中：KNigol为扭矩作用处的分裂导线扭转刚度（N·m／rad）；n为子导线数；l为档距（m）；z为扭矩作用的位置（扭矩作用点距后端杆塔的距离）（m）；T0为导线初始水平张力（N）；d为分裂圆直径（m）；s为子导线单位长度扭转刚度（N·m2／rad）.式（1）由两项组成：前一项是子导线自身扭转刚度对分裂导线整体扭转刚度的影响；后一项是导线扭转过程中，导线上张力产生的回复力矩对整体扭转刚度的影响. 通过一系列的测试表明，在小档距（＜250m）时，用式（1）计算的分裂导线扭转刚度具有一定的精度，但在计算大档距（＞400m）时，分裂导线的扭转刚度误差会超过50%.Wang等人［4－6］考虑了分裂导线由于扭转所引起的张力变化，阐述了一种计算分裂导线扭转刚度的公式式中：E为导线的综合弹性模量（N／mm2）；A为导线横截面积（mm2）.文献［1］中提到了采用柔索法计算分裂导线扭转刚度的方法，该方法的推导目前还存在争议，且存在计算不同分裂数的分裂导线的扭转刚度时误差相差很大的情况. 文献［6-7］运用有限元软件计算分裂导线的扭转刚度，能够较好地看出各参数对分裂导线扭转刚度的影响.但是，有限元方法只能作为补充，工程实际中仍需要理论公式来估算分裂导线的扭转刚度.式中：y0、z0分别为垂向和横向的初始最大弧垂（m）；Bi（i＝1，…，4）取决于塔线连接端的弹性、子导线数目、分裂圆形状以及导线弧垂.式（2）中第一项即为式（1），第二项源于子导线在扭转过程中的张力变化，当忽略张力变化时Wang公式即为Nigol公式.Wang理论的核心就在于认为子导线的张力变量与塔线连接端的设计有关.与式（1）相比，式（2）考虑了更多因素的影响，但该公式的缺点在于Bi的取值计算较为复杂，在工程使用时计算不太方便，为此Wang给出了在张力变化最大情况下的分裂导线扭转刚度计算公式，即扭转刚度的最大值由于现有的研究尚有不足，现提出一种新的计算分裂导线扭转刚度的方法.该方法考虑了导线扭转中产生的张力变化，以及高度差、导线段弧垂等以往没有考虑的因素，能较好地估算不同分裂数的分裂导线的扭转刚度.Nigol计算公式中假设导线的水平张力在扭转时保持初始张力不变，这使得用该公式计算的扭转刚度与实测值相比偏小.Wang认为塔线连接端的影响使分裂导线在扭转时张力发生变化，但没有给出张力变化的计算公式.下面，本文将从新的角度考虑扭转时张力变化的原因，并给出一个估算公式.图1表示的是分裂导线的其中一根子导线的扭转变形.现假设两端间隔棒Sq、Sl固定，间隔棒能握紧导线，保证分裂导线整体扭转时子导线自身也能随之扭转，各根子导线的初始水平张力T0相同.分裂导线扭转时，不仅分裂导线整体有扭转振动，由于间隔棒握持，单根导线也有相应扭转.导线一般为钢芯铝绞线，它是由各层线股绕芯线扭绞而成，故当导线扭转时，导线轴向长度将会变化.设变化量为ΔL，认为该变形为弹性变形，则水平张力将由初始值T0 变为T，T 与T0 有如下关系［8－9］其中，导线的综合弹性模量E（N／mm2）在扭转轻微时认为保持不变.由于导线是由多层绞线缠绕，且各层的扭绞方向相反，故不论分裂导线的扭转方向如何，导线张力都将发生变化.根据斜抛物线方法［10］可得到扭转前导线的线长为式中：W 为导线单位长度重力（N／m）.在扭转角较小时，可忽略分裂导线整体扭转引起的线长变化，只考虑因张力变化造成的线长变化，得到新的线长式（8）即为分裂导线初始扭转时刻子导线的实际水平张力，在扭转角较小时，可认为扭转时的导线水平张力T保持不变.假设：①各子导线在扭转时水平张力均变为T且保持该值不变；②忽略间隔棒质量且间隔棒均布；③扭转时分裂导线各截面分裂圆相同且不变；④忽略导线的弯曲刚度；⑤认为线路具有高度差和弧垂.不同分裂数的分裂导线的扭转刚度公式会有所不同，现先分析四分裂导线的扭转刚度计算公式.将图1所示线路看做是只标出一根子导线的四分裂导线.分裂导线的扭转运动会受到子导线自身扭转刚度以及子导线张力分量引起的恢复力矩的阻碍，为分析线路的受力情况，先截取次档距lq段进行分析.如图2a所示为扭转后lq段一根子导线（用C表示）的变形及受力情况，图2b为间隔棒Sp上的受力图.扭转后C导线在Sp处的位置由C1移到了C2，导线所在平面由X-Y变到了Xq－Y，线形也发生了变化.由于T与间隔棒Sp垂直，在Sp 上不产生力矩，故子导线C的张力对Sp的作用力矩由分力Tvq和Ttq产生，4根子导线C、G、H、I在Sp上的张力分量如图2b所示.各参数计算如下由斜抛物线方法得扭转后子导线C的曲线方程线上任意点斜率如图2b所示子导线C的张力分量Tvq、Ttq对间隔棒Sp作用的力矩（与外力矩M反向为正，反之为负）为则得到间隔棒Sp的力矩平衡方程式中：T由式（8）算得；U为权重项，对四分裂导线U＝sin2φ，对二分裂导线U＝1，对三分裂导线U＝0.5＋sin2φ，φ为三分裂间隔棒的初始角位置（取锐角）.六分裂导线和八分裂导线分别按照正六边形和正八边形排列，从受力角度出发可将六分裂导线等效为一个四分裂导线和一个二分裂导线，将八分裂导线等效为两个四分裂导线，按之前的推导，其扭转刚度通过叠加利用式（23）求出.式中：T由式（7）算得.式（22）可推广到任意次档距数的四分裂线路上.同理，对二、三分裂导线进行分析后，得到计算分裂导线扭转刚度的一般公式文献［3］给出了Nigol等人对二分裂导线和四分裂导线扭转刚度的测试结果.其中Nigol等人在不同档距、不同导线类型、不同次档距数目、不同初始水平张力以及不同间隔棒尺寸的条件下，对二分图3显示了式（1）、式（3）、式（23）的计算结果与测试结果的比较情况，其相关系数分别为0.949、0.071、0.979 4，可以看出本文提出的公式（23）精度最高.从图3可以发现：式（1）在小档距（244m）情况下的计算结果与实测值较为接近，而在大档距（488m）下的计算结果与实测值相差极大；Wang所推导的计算分裂导线扭转刚度最大值的式（3）与式（1）情况相反；只有本文的式（23）在各种条件下均能与测量值较好地吻合.裂导线的扭转刚度进行了测试，共得到了40个测试结果，具体结果及参数见文献［3］.由于文献未提及塔线连接处的相应数据，故式（2）无法计算.这里分别用式（1）、Wang给出的分裂导线扭转刚度最大值式（3）以及本文的式（23），利用文献［3］中的参数计算二分裂导线的扭转刚度.式（3）中的线路初始最大弧垂y0可根据文献［10］提供的公式进行计算文献［3］对四分裂导线扭转刚度测试的参数为：单导线直径30.5mm；导线单位长度重力W＝1.906×9.8N／m；单导线扭转刚度s＝292N·m2／rad；查阅文献［10］，取导线综合弹性模量E＝69 000N／mm2；分裂数n＝4；子导线间距离为0.457m，则分裂圆直径d＝0.646m；对四分裂间隔棒，φ＝45°；线路档距l＝225.2m；测试时外力矩施加位置z＝l／2.分别采用式（1）、式（3）、式（23），计算不同次档距数以及不同初始水平张力下的四分裂导线扭转刚度，计算结果和测试结果如表1所示.由表1可以看到，本文方法计算结果十分接近实测值，其误差远小于Nigol公式和Wang公式的计算结果.文献［1］给出了中山口大跨越跨越档中点的扭转刚度测试值，参见文献［1］可得到线路和导线的参数：采用三分裂导线，分裂数n＝3；档距l＝1 055 m；次档距数目k＝18；线路初始水平张力T0＝92 612N；间隔棒为等腰三角形，分裂圆直径d＝0.92m，φ＝30°，具体如图4所示；单导线扭转刚度s＝400N·m2／rad；导线外径32.76mm；导线单位长度重力W＝2.755×9.8N／m；导线综合弹性模量E＝100 940N／mm2；测试时外力矩施加位置z＝l／2.由于缺乏塔线连接的相关参数，式（2）无法计算，因此还是采用Wang的扭转刚度最大值计算式（3）、式（1）和本文提出的式（23）计算，结果与实测结果如表2所示.由表2可看出，用本文提出的公式计算的扭转刚度误差最小，在大档距下，Nigol公式的误差很大，而Wang的扭转刚度计算式（3）却有较高的计算精度.本文通过分析分裂导线扭转时的导线水平张力变化，并对线路的受力情况进行了详细推导，得到了计算分裂导线扭转刚度的全新公式，通过不同分裂数的分裂导线的实测结果验证，表明该公式具有很高的精度.与之前的计算方法相比，本文提出的计算公式具有以下几个优点：①精度高，计算准确，适应面广，通过算例可看到新公式计算得到的结果与实测值的误差最小，且在不同的测试条件下均能保持较高精度；②公式中参数涵盖全面，更好、更全面地体现了影响分裂导线扭转刚度的因素；③公式简单，能直接代入参数计算.本文提出的计算分裂导线扭转刚度的新公式为进一步分析分裂导线的舞动奠定了理论基础.【相关文献】［1］郭应龙，李国兴，尤传永.输电线路舞动［M］.北京：中国电力出版社，2002：141-144. ［2］ NIGOL O，BUCHAN P G.Conductor galloping：partⅡ Torsional mechanism［J］.IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems，1981，100（2）：708－720. ［3］ NIGOL O，CLARKE G J，HAVARD D G.Torsional stability of bundle conductors ［J］.IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems，1977，96（5）：1666－1674. ［4］ WANG Jianwei，LILIEN J.Overhead electrical transmission line galloping：a fullmulti－span 3－DOF model，some applications and design recommendations［J］.IEEE Transactions on Power Delivery，1998，13（3）：909－916.［5］ WANG Jianwei，LILIEN J.A new theory for torsional stiffness of multi－span bundle overhead transmission lines［J］.IEEE Transactions on Power Delivery，1998，13（4）：1405－1411.［6］ KEUTGEN R，LILIEN J，YUKINO T.Transmission line torsional stiffness：confrontation of field－tests line and finite element simulations［J］.IEEE Transactions on Power Delivery，1999，14（2）：567－575.［7］朱宽军，刘彬.架空输电线路分裂导线扭转刚度的计算［J］.电网技术，2010，34（3）：210－214.ZHU Kuanjun，LIU Bin.Calculation of torsional stiffness of bundle conductors in overhead transmission lines［J］.Power System Technology，2010，34（3）：210－214.［8］王少华，蒋兴良，孙才新.覆冰导线舞动特性及引起的导线动态张力［J］.电工技术学报，2010，25（1）：159－166.WANG Shaohua，JIANG Xingliang，SUN Caixin.Characteristics of icing conductor galloping and induced dynamic tensile force of the conductor［J］.Transactions of China Electrotechnical Society，2010，25（1）：159－166.［9］张新占.材料力学［M］.西安：西北工业大学出版社，2006：22－23.［10］邵天晓.架空送电线路的电线力学计算［M］.北京：中国电力出版社，2003：81－88.。
扭转杆件的强度、刚度计算
12.3 扭转杆件的强度、刚度计算对受扭转的杆件，除了强度要求外，通常刚度也要同时考虑。
受扭杆件危险点均为纯剪切应力状态。
对纯剪切应力状态，可以证明，与第一强度理论对应的强度条件为≤（12-4）与第三、四强度理论对应的强度条件为≤（12-5）≤（12-6）式中，[τ]为许用切应力，它与许用正应力之间的关系为脆性材料[ τ ] = （0.8 ~ 1）[ σ ]塑性材料[ τ ] = （0.5 ~ 0.6）[ σ ]例12-4一钢传动轴如图12-4a所示，转速n = 208rpm，主动轮B的输入功率P=6kW，两个从动轮A、CB的输出功率分别为P A = 4kW，P c = 2kW。
已知：轴的许用应力[σ] = 60MPa，许用单位扭转角[ϕ]=1︒/m，切变模量G = 80GPa，试设计轴的直径d。
解：1．计算外力偶矩，绘扭矩图。
用截面法及扭矩符号的规定，得AB、BC段的扭矩分别为T AB = 183.6N·mT BC = -91.8N·m根据以上计算结果，作扭矩图如图12-4b所示2．按强度条件设计轴的直径由扭矩图可见，最大扭矩为T max = 183.6N·m，危险截面为AB段各横截面。
危险点在危险截面上周边各个点，处于纯剪切应力状态。
根据最大切应力理论，强度条件应为≤≤得 d ≥3．按刚度条件设计轴的直径由刚度条件式（12-2），扭转刚度条件为ϕmax = ≤[ ϕ]≤[ϕ]得d≥为了同时满足强度及刚度要求，应在以上两计算结果中取较大值作为轴的直径，即轴的直径应大于或等于34mm，可取d = 34mm。
例12-5实心圆轴横截面上的扭矩T = 5kN·m。
轴的许用应力[ ] = 87MPa，试按强度设计轴的直径D。
若将轴改为空心圆轴，且内外直径之比，试设计截面尺寸。
并比较实心圆轴和空心圆轴所需的材料用量。
解：本题按第四强度理论来设计。
对实心愿轴，由强度条件式（12-6）≤即≤得D≥取D = 80mm。
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目、 不 同的初始水平张力等条件下 ， 使用本文推导公式的计算 结果更接近实测值 。 关 键 词： 分裂导线 ； 扭 转刚度 ； 导线 张力 ； 舞动
文 献标 识 码 ： Ａ 中图分类号 ： Ｔ Ｍ ７ ５ １
架 空输 电线路 的舞 动是 指 由水平 方 向 的风 对非 圆截 面 （ 覆 冰所 致 ） 的导 线 所产 生 的升 力 而 引起 的
和测 试 困难等 因素影 响 ， 计算 结果 与实 际测量 值相 比有较 大误 差 。因此 ， 针 对 以往 研 究 的不 足 ， 本文 提
出一种新 的、 精确性更高的理论计算公式来计算分裂导线 的扭转 刚度。为进一步研究分裂导线的舞动
奠 定 了理 论基 础 。
１ 分 裂 导线 扭 转 刚度 计算 的研 究现 状
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ０—１ ０
作者简介 ： 秦
力（ １ ９ ７ ０ 一） ， 男， 辽宁省葫芦 岛市人 ， 东北 电力大学建筑工程学院教 授， 博士 ， 主要研究方 向： 输电线路覆冰导线舞动
机理．
７ ４
东北 电力 大学 学报
第３ ４卷
③ 在扭 转过 程 中 ， 各 子 导 线 的 张 力 相 等 并 且 保 持 不 变； ④ 不考 虑 间隔棒 的 重量 和 扭矩 ； ⑤ 忽 略导 线 的抗 弯 反力 和轴 向 的 变 形 ； ⑥ 间 隔 棒 等 间 距 布 置 。在 上 述 假 设 基 础上 ， Ｎ ｉ ｇ ｏ ｌ 推 导 了分 裂 导 线 初始 刚度 的计 算公式为：
单导线的扭转刚度是导线 的固有属性 ， 通过测试可以得到。但是分裂导线 的扭转刚度与单导线不 同， 是分裂导线绕分裂圆中心扭转时整体具有 的刚度 ， 除了子导线扭转刚度外 ， 还与分裂数 、 次档距数 目、 初始水平张力等因素有关 Ｊ 。现有分裂导线扭转 刚度的计算方法受到分裂导线扭转刚度的复杂性
分 裂 导 线一 间隔棒 体 系扭 转 刚度 的计 算
秦 力 ， 张 超
（ 东北 电力大学 建筑 工程学 院 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ １ ２ ）
摘
要： 在输 电线路 的舞动 中， 分裂导线的扭转起着重要的作用 ， 因此研 究分裂 导线一 间隔棒体 系
的扭 转刚度对于深入研 究输电线 路的舞动有重要意义 。通过研究分裂导线发生扭转运动 时子导线长 度 的变化 ， 估算 了子导线 由扭转引起 的导线张力变化 ； 除了考虑 了以往研究所涉及 的一些影 响分裂导线扭
转刚度的因素 （ 如单根导线扭转刚度 、 导线 实际 张力等 ） 外， 还 在前人 推导公 式 的基 础上加 入 了扭 转 引
起的导线张力变化 、 导线弧垂 、 线路两端高度差的影 响 ， 最终 推导 出了新 的分裂导线一 间隔棒 体系扭转 刚度的一般计 算公式。通过与前人计 算公 式 和实测数 据 比较 ， 对 于在 不 同的分裂 数 、 不 同的次 档距数
目
Ｚ
２ ０ ０
１ ５ ０
量ｌ ０ ｏ
５ ０ Ｏ ｌ ０ ０ ２ ０ ０ ３ ０ ０ ４ ０ ０ ５ ０ ０
５
（ 譬 ， ㈩
扭 转 角／ 度
式中： Ⅳ为子 导线数 ； 为 档距 长度 （ ｍ） ； 为扭 转 的施 （ Ｎ． Ｉ Ｔ Ｉ ／ ｒ ａ ｄ ） ； Ｓ ｅ 为分 裂 导线 的扭转 刚度 （ Ｎ ． ｍ ／ ｒ ａ ｄ ） 。
１ ． １ Ｎ ｉ ｇ ｏ ｌ 计算 公式
Ｎ ｉ ｇ ｏ ｌ 认为， 分裂导线的扭转刚度是导线对轴向施加 的扭矩作用的抵抗力 ， 呈现非线性性质。通过 在不同位置的间隔棒处施加扭矩 ， 扭矩和扭转角的关 系曲线如 图 １ 所示分为 Ｏ Ａ线性段 、 Ａ Ｂ非线性段
和Ｂ Ｃ失 稳段 。
Ｎ ｉ ｇ ｏ ｌ 作了以下几点假设 ： ①忽略导线垂度的影响； ②在扭转过程 中， 各子导线 间的距离保持不变 ；
图 １ 分裂导线扭矩 一扭转 角关系图
加位 置距 后 端 杆 塔 的 距 离 （ ｍ） ； Ｔ为 导 线 张 力 （ Ｎ） ； ｄ为 分 裂 圆 直 径 （ ｍ） ； Ｓ为 单 根 导 线 扭 转 刚 度 由公 式 （ １ ）可 以看 出 ， Ｎ ｉ ｇ ｏ ｌ 模 型 的扭转 刚度 与 导线 档 距 、 导线张力、 导 线分 裂 圆半 径 、 子 导 线扭 转 刚度有 关 ， 其 计算 结果 只在 小角 度扭 转 时有一 定 的精度 。
一
种低 频 （ 约０ ． １— ３ ． ０ Ｈｚ ） 、 大振 幅（ 约 为导线 直径 的 ５～ ３ ０ ０倍 ） 的 自激振 动 Ｊ 。输 电线 路舞 动对 线路
的安全 运行极 具威 胁性 ， 给输 电线 路造成 损 坏轻则 相 间 闪络 、 损 害金 具 ， 重 则 跳 闸停 电 、 断 线倒 塔 ， 造 成 重 大经 济损失 。分裂导 线 的扭 转 刚 度 对 导 线 体 系 的 动力 特 性 影 响 明显 ， 是影 响 扭转 频 率 的关 键 参 数， 扭转 频率很 大程 度上 影 响着 导 线 的舞 动 Ｊ 。 因此 ， 开展 对 分 裂 导线 一 间 隔棒 体 系初 始 扭转 刚度 的 研 究对 于输 电线路设 计 及分 析至 关重要 。
第３ ４卷第 １ 期 ２ ０ １ ４年 Leabharlann 月 东北电
力
大
学
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报
Ｖｏ １ ． ３ ４． Ｎｏ ． １ Ｆ ｅ ｂ ．， ２ ０１ ４
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ Ｏｆ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｄ ｉ ａ ｎ ｌ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
文章编号： １ ０ ０ ５— ２ ９ ９ ２ （ ２ ０ １ ４ ） Ｏ １— ０ ０ ７ ３— ０ ７
１ ． ２ Ｗａ ｎ ｇ计算公 式
在Ｎ ｉ ｇ ｏ １ 分裂 导线 扭转 刚度 的基 础上 ， Ｗａ ｎ ｇ 考 虑 了绝缘 子和 导线 的联 接板 对 分裂 导 线扭 转 刚 度 的 影响 ， 并考 虑 了导线 弧垂 的影 响 。 以二分裂 导 线为基 础 ， 推导 了分 裂导 线扭 转 刚度 的计算 公式 为 ：