超高压输电线路导地线防振锤位移的原因及改进措施

超高压输电线路导地线防振锤位移的原因及改进措施
摘要：随着科技的快速发展及人类生活水平的提高，人们对电能的需求不断增加，因此越来越多的输电线路凌空而架，将电能从千里之外输送到每家每户中，
点亮万家灯火。

特别是超高压输电线路，由于线路长，档距大，导地线防振锤也
因此会容易滑移，严重危及超高压输电线路的安全运行。

本文首先阐述超高压输
电线路导地线防振锤位移的现状及对线路的危害，进而分析超高压输电线路导地
线防振锤位移的影响因素，最后提出超高压输电线路导地线防振锤位移的改进措施，为超高压输电线路的安全运行提供一份参考。

关键词：超高压；输电线路；导地线；防振锤；位移
1 超高压输电线路导地线防振锤位移的现状及危害
现如今，各国电力蓬勃发展，电压等级不断增大，输电容量也不断增加。

为
了减少碳氢化物、氮氧化物、微粒等物质的排放，保护和改善生活环境和生态环境，各国在电力发展方面都不约而同，在源头端加于控制，大力采取清洁能源，
减少煤炭等物质的燃烧。

我国为解决这一难题，大力兴建远距离超高压输电线路，将西部的富余水源，源源不断的输送到东方，形成“西电东送”三大通道，促进东
西部大发展，实现资源优化配置。

防振锤在架空输电线路上的滑移现象由来已久。

据统计，2005年在连云港盐
城“田盐线”就发生了多起；2006年,在甘肃庆阳“梅西线”上竟爆发了200多次；2018年，在南方电网超高压输电公司广州局管辖的楚穗直流就位移了170多处，可见架空线防振锤位移的严重性，严重威胁了输电线路的安全稳定运行。

南方电网超高压输电公司广州局所辖的±800kV楚穗直流线路，导地线防振锤
位移的现象极为突出，防振锤的复位也是每年年度检修必不可少的一项作业。

如
果不及时复位防振锤，会产生以下不良后果及危害：一是不能吸收能量，防止导
地线振动；二是在不当的位置会加大导地线的振动，加快导地线疲劳损坏；三是
恢复防振锤费时费力，检修人员劳动强度大；四是严重情况下需要申请紧急停电，影响线路运行的可靠性。

2 超高压输电线路导地线防振锤位移的影响因素
2.1 输电线路的地理位置
我国幅员辽阔、面积广大，东西、南北跨度大，地形总体特征是西高东低，
地势起伏大，呈阶梯状分布；我国众多河流一般是从西往东流，地形的类型主要
有平原、丘陵、高原、盆地、山地，这些特点决定输电线路在我国不同海拔高度
地区运行，在特殊地带须跨江跨河，因此输电线路势必受到地形地貌、气象条件
等因素影响。

[2]
1、地形地貌
山区线路容易出现大档距、大高差地段，特别是像建在山口、山脊的杆塔，
常年受到大风的袭击，引起导地线防振锤移位，造成导地线舞动，导致导地线断
股断线，严重危及输电线路的安全运行。

2、气象条件
风表面空气的流动，依风速大小不同对架空线路影响不同。

微风振动是架空
线在微风作用下产生的高频低幅的垂向振动，频率较高，振幅不大，持续时间较长。

长时间微风振动引起导地线防振锤移位、架空线疲劳断股断线、金具磨损及
杆塔构件破坏，影响线路的安全运行。

2.2 防振锤安装位置
防振锤是目前使用最广泛的一种积极防振措施，国内外均有几十年的运行经验，对减弱或消除架空线振动危害的效果显著，可以将振动的最大双倍振幅减低
至十几分之一。

但如果防振锤位置安装不当，就不可能充分发挥防振锤的作用，
达到减轻导地线振动的目的，反而会加剧导地线的振动，导致导地线疲劳磨损、
金具损坏，造成防振锤滑移，引起导地线断股甚至断线，影响输电线路的安全运行。

地线防振锤位移照片地线断股照片
2.3 防振锤存在设计缺陷
目前，国内外常用的有司托克防振锤、4D 型防振锤、4R 型防振锤及FR系列
防振锤4种防振锤。

我国常用的FR系列防振锤，两端的锤头重量是不等的，与
中间的线夹得距离也不相同，这种防振锤可以获得四个不同的谐振频率，但防振
锤线夹与架空线接触面积小，设计握力不足，导致防振锤在振动过程中发生滑移。

2.4 架空线的初伸长变化
架空线一般由多股绞合的金属单丝组成，在受到张力作用后，各股单丝相互
滑移、挤压使线股绞合更紧而产生架空线初伸长，其长度将延伸，外径将缩小，
引起防振锤线夹松动，导致滑移。

2.5 施工安装工艺质量不高
线路架设施工中，施工人员未按工艺要求将防振锤线夹螺栓紧固至要求的扭力，导致在运行过程中螺栓经振动不断松动，致使防振锤滑移。

[3]
3 超高压输电线路导地线防振锤位移的改进措施
3.1 合理规划输电线路路径
一条线路明确起止点后，要充分收集可能路径方案沿线的有关资料，宜避开
不良地质地带区、采动影响区、重冰区、易舞动及影响线路安全运行的其他地区，综合考虑线路长度、地形地貌等各种因素，进行多方案技术比较确定线路路径，
做到安全可靠，环境友好，经济合理。

3.2 正确安装防振锤
防振锤最好是安装在波腹点附近位置，这样振动时其重锤的上下位移最大，
重锤的惯性使钢绞线的弯曲度增大，能最大限度地消耗振动能量。

如右图，防振
锤安装位置为对最长波和最短波均有防振作用。

但经研究，防振锤的具体安装位
置应在最长波波腹的前半部和最短波波腹的后半部，并使两种波的相角互补，即
得
防振锤安装位置示意图
令架空线振动频率等于卡门旋涡频率，得到最长半波长和最短半波长为 ,
式中，、---分别为架空线振动的风速上限和下限值，m/s；
---分别为最低气温和最高气温时架空线的水平张力，N；
d---架空线的直径，mm；
m---架空线的单位长度质量，kg/m；
S---司脱罗哈数。

[4]
3.3 采用预绞式防振锤
预绞式防振锤采用特殊的音叉式结构，采用不同质量的大小锤头及不对称安
装设计，能提供4个共振频率，保护范围从几赫兹到几十赫兹甚至上百赫兹，确
保导地线在各种风速下安全运行。

与传统螺栓型防振锤相比，预绞式防振锤减少对导地线的磨损，具有很好抗
疲劳性能，延长防振锤与导地线使用寿命，并且预绞式防振锤安装便利，减低高
空作业人员劳动强度，提高作业效率。

预绞式防振锤与传统螺栓型防振锤对比如
表1所示。

采用预绞式安装，握力持久稳定，附着面积大，握紧力均匀分布在整个预绞
丝上，无集中应力，且能保持恒定的握紧力，有效避免跑锤问题，保证了导地线
安全运行，避免了因防振锤跑锤而引起导地线断股，甚至是断线事故。

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3.4 采用防松螺栓
日本人若林克彦发明的哈德洛克（Hard Lock）螺母，号称永不动的螺母，像
日本的“新干线”铁路、日本的“明石海峡大桥”、美国的航天飞机发射塔、海洋钻
探机及中国的高铁等国内外许多国家和地区，都采用了哈德洛克螺母用于防松。

哈德洛克螺母原理其实很简单，就是在螺母与螺丝之间楔入楔子以发挥防止松动
的作用。

南方电网超高压输电公司广州局±800kV楚穗直流线路自投产以来不断有导地
线防振锤移位，尤其是近2年移位数量每年高达200个以上，特别是大跨越高塔
上导地线防振锤移位调整作业，风险极大，防振锤移位给线路运行增加了隐患还
给检修工作增加了相当大的工作量和安全隐患。

鉴于此，南方电网超高压输电公
司广州局将±800kV楚穗直流线路架空地线防振锤的普通螺栓更换为防松螺栓，经过一段时间观察，防振锤并没有移位，改造取得了很好的效果。

采用防松螺栓替代传统型螺栓，一是可以限制防振锤移位，减少线路本体缺陷。

二是避免因防振锤位移导致架空线磨损，造成架空线掉落的危险。

三是投资少，改造周期短。

防松螺栓安装照片
4 结语
在生态污染治理中，西电东送工程起着举足轻重的作用。

重点输电线路的建成，大大节约西部地区水资源的过度浪费，不断促进东西部大发展，实现资源优
化配置，可见超高压输电线路的重要性。

在输电线路的日常运维中，要着重关注
导地线防振锤的运行情况，及时发现缺陷，及时消缺，确保输电线路的安全运行。

参考文献：
[1]夏泓轩，夏德森，防振锤线夹滑移分析及预防措施，《电力建设》2008年
第8期
[2]王鹏，地理环境与输电线路设计运行维护问题浅谈《河南电力》2018年9
期
[3]鲍明正，架空输电线路防振锤滑移问题分析及改进措施《电力设备》2016
年第14期
[4]孟遂民，孔伟，唐波。

架空输电线路设计（第二版）中国电力出版社，2015.2
[5]白伟光防滑型预绞式防震锤在农网中改造的应用电气设备文章编号1003-0867（2012）04-0059-02。