[科普中國(guó)]-次檔距

次檔距是指分裂導(dǎo)線間隔棒之間的距離。風(fēng)在架空輸電線路導(dǎo)線上振動(dòng)主要有三種形式：微風(fēng)振動(dòng)、次檔距振蕩和舞動(dòng)。其中，次檔距振蕩是指分裂導(dǎo)線上兩間隔棒之間的子導(dǎo)線振動(dòng)，是采用相分裂導(dǎo)線的線路所特有的機(jī)械運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，極易發(fā)生。次檔距振蕩會(huì)造成各子導(dǎo)線的互撞和鞭擊，使導(dǎo)線線股磨損，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致間隔棒夾頭處產(chǎn)生較大的動(dòng)彎應(yīng)力，從而使間隔棒松動(dòng)甚至損壞，嚴(yán)重時(shí)可造成導(dǎo)線斷股、短路等事故。

簡(jiǎn)介我國(guó)高壓輸電線路多采用分裂導(dǎo)線，主要是擴(kuò)大導(dǎo)線束的等值外徑，減少線路的電暈，提高線路的輸送容量。但是，分裂導(dǎo)線在機(jī)械性能上卻比單根導(dǎo)線更加復(fù)雜，通過(guò)對(duì)一系列輸電線路故障的研究分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)力對(duì)分裂導(dǎo)線起控制作用。

風(fēng)在架空輸電線路導(dǎo)線上振動(dòng)主要有三種形式：微風(fēng)振動(dòng)、次檔距振蕩和舞動(dòng)。其中，次檔距振蕩是指分裂導(dǎo)線上兩間隔棒之間的子導(dǎo)線振動(dòng)，是采用相分裂導(dǎo)線的線路所特有的機(jī)械運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，極易發(fā)生。次檔距振蕩會(huì)造成各子導(dǎo)線的互撞和鞭擊，使導(dǎo)線線股磨損，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致間隔棒夾頭處產(chǎn)生較大的動(dòng)彎應(yīng)力，從而使間隔棒松動(dòng)甚至損壞，嚴(yán)重時(shí)可造成導(dǎo)線斷股、短路等事故。我國(guó)次檔距振蕩比較的嚴(yán)重的區(qū)域主要發(fā)生在西北大風(fēng)地區(qū)，在2008年，甘肅和寧夏相繼發(fā)生了導(dǎo)線次檔距振蕩事故，嚴(yán)重威脅輸電線路的運(yùn)行安全。

在分裂導(dǎo)線中，對(duì)間隔棒進(jìn)行合理布置是控制次檔距振蕩的重要措施，而進(jìn)行間隔棒布置的首要問(wèn)題就是確定間隔棒的最大次檔距對(duì)于最大次檔距，一般設(shè)計(jì)中都是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。

根據(jù)抑制次檔距振蕩的經(jīng)驗(yàn)，加拿大建議最大次檔距不超過(guò)68 m ；根據(jù)子導(dǎo)線搖擺碰撞認(rèn)為， 德國(guó)500 kV 以下線路的次檔距限制在初40 ～ 50 m，而美國(guó)最大次檔距可放至76 m ；加拿大Ander 公司規(guī)定的兩級(jí)最大次檔距：開闊地帶取68 m， 非開闊地帶取76 m ；這些數(shù)據(jù)均有各自的試驗(yàn)依據(jù)，但分散性太大，不易把握，且缺少理論依據(jù)。

隨著大截面導(dǎo)線在±800 kV 特高壓直流輸電線路上的應(yīng)用，如何采取有效防振措施防止導(dǎo)線的次檔距振蕩研究顯得很有必要1。

最大次檔距取值的相關(guān)理論間隔棒的主要作用是支撐子導(dǎo)線，防止子導(dǎo)線相互碰撞和鞭擊，抑制次檔距振蕩。對(duì)于間隔棒的安裝距離及數(shù)量，除了考慮經(jīng)濟(jì)因素外，還必須從防止導(dǎo)線碰撞和翻轉(zhuǎn)，能達(dá)到最佳防振效果進(jìn)行必要的研究和計(jì)算，主要考慮的因素有：

(1) 對(duì)于平均風(fēng)阻力和正常電流產(chǎn)生的電磁吸引力，間隔棒的安裝距離必須使子導(dǎo)線不接觸。

(2) 對(duì)于尾流引起的次檔距振蕩，保證子導(dǎo)線不發(fā)生頻繁的鞭擊和金具的疲勞破壞。

(3) 對(duì)于風(fēng)和覆冰引起的扭轉(zhuǎn)，允許子導(dǎo)線接觸，但當(dāng)覆冰和風(fēng)等外力消失后，間隔棒的安裝距離必須能使扭轉(zhuǎn)自然恢復(fù)(稱扭轉(zhuǎn)復(fù)原理論)。

抗吸附條件下的次檔距要求由于風(fēng)吸引力和電磁吸引力的作用，子導(dǎo)線會(huì)接近，當(dāng)電流增大到某值時(shí)，子導(dǎo)線會(huì)突然吸附而不能脫離，因此，須限制間隔棒的安裝距離，把子導(dǎo)線的接近率控制在一定的值。

對(duì)于輸送大容量電流的輸電線路，由于電磁力的作用，子導(dǎo)線相互吸附，如果風(fēng)速加大，吸附將更容易。

因此有必要設(shè)定一個(gè)合適的間隔棒間隔距離，使得即使子導(dǎo)線吸附碰在一起，只要當(dāng)外力消除，就可以自然地脫離開。

對(duì)于特高壓輸電線路而言，根據(jù)國(guó)外的研究，風(fēng)壓和電磁吸引力相對(duì)次檔距振蕩對(duì)間隔棒安裝間距的影響而言要小得多。

次檔距導(dǎo)線振蕩特性次檔距檔中子導(dǎo)線的振幅一般要求小于二分之一倍的子導(dǎo)線分裂間距，以避免子導(dǎo)線振蕩時(shí)發(fā)生碰撞。在尾流區(qū)的子導(dǎo)線，次檔距振蕩的輸入能量和衰減能量達(dá)到平衡時(shí)，就成為穩(wěn)定振蕩。

扭轉(zhuǎn)恢復(fù)要求的次檔距要求分裂導(dǎo)線不均勻覆冰時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)力矩，加上風(fēng)壓會(huì)使導(dǎo)線發(fā)生嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)。由于風(fēng)壓和覆冰產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力的機(jī)理非常復(fù)雜，且覆冰厚度、形狀具有不規(guī)則、不確定性，因此確定它的大小和設(shè)計(jì)條件是極其困難的問(wèn)題。

扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)中一般是按導(dǎo)線覆冰時(shí)發(fā)生的扭轉(zhuǎn)，在脫冰后能自然恢復(fù)來(lái)考慮的。導(dǎo)線一旦發(fā)生扭轉(zhuǎn)，為了使它自然復(fù)原，在任意扭轉(zhuǎn)角下，經(jīng)常有復(fù)原力在作用是必要的。為此，不論扭轉(zhuǎn)角的大小，導(dǎo)線重力、導(dǎo)線張力、導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)剛度三種力引起的力矩總和，應(yīng)使其為正值。

總結(jié)(1) 特高壓直流輸電線路由于分裂根數(shù)多，導(dǎo)線截面大，間隔棒最大次檔距應(yīng)按照滿足抗吸附、抗扭轉(zhuǎn)和抑制次檔距振蕩三方面要求進(jìn)行具體分析計(jì)算，以區(qū)別于以往的經(jīng)驗(yàn)取值。

(2) 對(duì)于直流特高壓6×JL/G3A-1250/100導(dǎo)線而言，扭轉(zhuǎn)恢復(fù)要求的次檔距不作為控制條件，間隔棒最大次檔距主要由覆冰時(shí)次檔距振蕩幅值控制2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

徐恒山 - 講師 - 西北農(nóng)林科技大學(xué)