《GB51096風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)設計規范》自頒發(fā)并實(shí)施已將近三年,主要內容包括:風(fēng)能資源及發(fā)電量計算、電力系統、風(fēng)力發(fā)電機組、電氣、輔助及附屬設施、建筑結構、環(huán)境保護與水土保持、消防、海上風(fēng)電場(chǎng)等等章節,內容多但精煉,條文雜但精簡(jiǎn),鑒于部分從業(yè)人員對本規范部分條文不甚了了,筆者不才,根據多年工作設計經(jīng)驗,愿就所知,以表己見(jiàn),如有不當,煩請指正。
2、平均運行應力的限制
架空線(xiàn)路上電線(xiàn)受風(fēng)的作用經(jīng)常出現的是均勻低風(fēng)速下的微風(fēng)振動(dòng),振動(dòng)頻率3~150HZ,其風(fēng)速范圍為0.5m/s~10m/s,持續時(shí)間高達數小時(shí)。產(chǎn)生振動(dòng)的主因是在均勻微風(fēng)作用下,在電線(xiàn)下風(fēng)側發(fā)生周期性的卡門(mén)渦流激起電線(xiàn)上下振動(dòng),從因是電線(xiàn)運行應力過(guò)大(消耗振動(dòng)功率?。╇娋€(xiàn)自阻尼性能差,檔距長(cháng)等。電線(xiàn)微風(fēng)振動(dòng)的危害:電線(xiàn)疲勞斷股,損壞絕緣子和金具,振松緊固螺栓、磨損電線(xiàn)等。防護措施:安裝防振裝置,降低電線(xiàn)運行應力,改善線(xiàn)夾性能,使用自阻尼號的電線(xiàn)等。
為了防止電線(xiàn)振動(dòng)的危害,就需要對電線(xiàn)的平均運行應力有一個(gè)限制。導線(xiàn)或地線(xiàn)平均運行張力上限及防振措施應符合下表2示:
表2:導線(xiàn)或地線(xiàn)平均運行張力上限及防振措施
3、護線(xiàn)條簡(jiǎn)介
護線(xiàn)條的主要作用是增加線(xiàn)夾出口附近的電線(xiàn)剛度和分擔導線(xiàn)張力,減少彎曲應力及線(xiàn)夾處收到的擠壓應力和磨損、卡傷等,并使導線(xiàn)在懸垂線(xiàn)夾中的應力集中現象得以改善,導線(xiàn)振動(dòng)時(shí)可使導線(xiàn)收到的動(dòng)彎應力減少20%至50%。護線(xiàn)條的減振效果不如防振錘顯著(zhù),故在振動(dòng)強烈及平均運行應力高的地區線(xiàn)路上,不能單獨使用護線(xiàn)條。護線(xiàn)條見(jiàn)下圖。
4、防振錘
架空電力線(xiàn)路受風(fēng)、冰、低溫等氣象條件的作用,使線(xiàn)路產(chǎn)生振動(dòng)和動(dòng)舞。振動(dòng)頻率較高而振幅很小,風(fēng)振動(dòng)使架空線(xiàn)在懸點(diǎn)處反復被拗折,引起材料疲勞,最后導致斷股、斷線(xiàn)事故。舞動(dòng)的頻率很低,而振幅卻很大,很容易引起相間閃絡(luò ),造成線(xiàn)路跳閘、停電或燒傷導線(xiàn)等嚴重事故。防震錘只是一段鐵棒。一般懸掛在導線(xiàn)線(xiàn)夾的附近,當導線(xiàn)發(fā)生振動(dòng)時(shí),防振錘也上下運動(dòng),產(chǎn)生一個(gè)與導線(xiàn)振動(dòng)不同步甚至相反的作用力,可大大減少導線(xiàn)的振動(dòng)能量。
安裝防振錘是要注意選擇防振錘的型號、安裝位置和安裝的數量。如果選擇的防振錘的型號不當、安裝位置不對和安裝的數量過(guò)多或過(guò)少,就不但起不到防振錘的作用,甚至適得其反。
(1)、防振錘過(guò)重會(huì )使該處架空導線(xiàn)出現“死點(diǎn)”發(fā)生斷股;
(2)、防振錘過(guò)輕不僅不能抑制架空導線(xiàn)的振動(dòng),還將導致防振錘自身的破壞;
(3)、位置不當,就不能充分發(fā)揮防振錘的作用,達不到減輕導線(xiàn)振動(dòng)的目的。
防振錘的組成:
錘頭:一定質(zhì)量的重錘(鑄鐵件或HT100灰鑄鐵件)
鋼絞線(xiàn):具有較高彈性、高強度(抗拉強度不低于1100MPa)的熱鍍鋅鋼絞線(xiàn)
線(xiàn)夾:鋼制線(xiàn)夾
某型號防振錘如下圖:
某風(fēng)場(chǎng)35KV中壓線(xiàn)路實(shí)例見(jiàn)下圖:
防振錘安裝距離的決定原則:
防振錘應安裝在靠近振動(dòng)波的波腹處,才能使防振錘上下滯后振動(dòng)及錘頭回轉的幅度加大,從而最大限度的消耗電線(xiàn)振動(dòng)能量。然而電線(xiàn)振動(dòng)的頻率是在一個(gè)頻帶范圍內變化的。一般在3至60Hz振動(dòng)較為嚴重,在更高頻段由于電線(xiàn)自阻尼作用的顯著(zhù)增大,不會(huì )造成危險振動(dòng)。而在低頻情況下,電線(xiàn)的自阻尼作用減弱,防振錘的頻率特性也較差,往往是防振設計的危險頻段。如果沒(méi)有取得電線(xiàn)振動(dòng)的實(shí)際密集頻率范圍,可根據線(xiàn)路引起振動(dòng)風(fēng)速的上限及下限值(一般平坦開(kāi)闊地區的振動(dòng)下限風(fēng)速取0.5m/s;而上限取5~6m/s;按下式計算出頻率振動(dòng)范圍。
fw=Kv/d
fw-風(fēng)的沖擊頻率,Hz;
v-垂直于電線(xiàn)的風(fēng)速,m/s;
d-電線(xiàn)的直徑,mm;
K-系數,與雷諾數有關(guān),一般取200。按下式算出振動(dòng)的最大、最小半波長(cháng),選擇能保護該振動(dòng)頻率范圍的防振錘,計算出防振錘的安裝位置,使之在最大及最小波長(cháng)范圍內均能起到防振作用。
第一個(gè)防振錘距線(xiàn)夾出口的距離可按下式粗算:
d-電線(xiàn)的直徑
Vm-振動(dòng)風(fēng)速的上限值
Tav-線(xiàn)路平均運行應力
m-線(xiàn)路單位長(cháng)度質(zhì)量