在當下我們應(yīng)該如何來促進現(xiàn)在電力工程的新應(yīng)用發(fā)展呢?同時有關(guān)當前的新科技中電力的新發(fā)展有什么影響呢?本文是一篇電力工程論文。我們也知道半個世紀以來，微風(fēng)振動的研究方法在推陳出新的同時也有著一套固定的方法，例如被各國學(xué)者普遍認可的能量平衡法。這種方法延續(xù)了自然界的能量守恒定律，通過能量平衡的研究方法來進行問題的更深一步分析，將風(fēng)輸入的能量看成是能量輸入的源泉，將導(dǎo)線系統(tǒng)消耗的能量看成是能量耗散的集中地，通過兩者之間的平衡關(guān)系使得導(dǎo)線系統(tǒng)在微風(fēng)振動作用下始終處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。

　　摘要：輸電線路的微風(fēng)振動是架空線在微風(fēng)作用下產(chǎn)生的高頻低幅的垂向振動。微風(fēng)振動的頻率較高，一般在5～120Hz之間;振幅大約為導(dǎo)線直徑的3倍以下;所需風(fēng)速較小，一般為0.5～10m/s范圍之間;振動的時間非常長，大多數(shù)是幾個小時，也有的是好幾天都不停止。如果對導(dǎo)線微風(fēng)振動不采取有效的防治措施，將會對超、特高壓輸電線路的運行帶來極大的安全隱患。

　　關(guān)鍵詞：輸電線路,減震應(yīng)用,電力工程論文

　　一、微風(fēng)振動的研究現(xiàn)狀

　　微風(fēng)振動作為引起輸電線路破壞的主要振動形式，對它的研究已有百年之久。相對國內(nèi)來講，國外研究人員對微風(fēng)振動的研究開展較早，研究的理論也較為成熟。G. H. Stockbridge于1925年研制出了“Stockbridge”防振錘，這是在借鑒了其它阻尼器優(yōu)點的基礎(chǔ)上發(fā)明的，比如說貝特阻尼器;E. Bate在1925年以前就研制發(fā)明了一種阻尼器，如貝特阻尼器;1968年，Salvi研究發(fā)明了4R型防振錘。現(xiàn)在輸電線路中使用的防振金具已經(jīng)越來越多，例如，PVC防振鞭、間隔棒、花邊阻尼線等。

　　電力工程論文：《電力技術(shù)》，《電力技術(shù)》本著面向電力行業(yè)、提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的宗旨，充分發(fā)揮中電聯(lián)各方面技術(shù)優(yōu)勢和行業(yè)唯一性特色，密切聯(lián)系政府有關(guān)部門、電力企業(yè)、電力用戶、科研院所和煤炭、裝備等上下游行業(yè)，以報導(dǎo)全面的全國性技術(shù)和管理現(xiàn)狀分析，及時的全國性安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保數(shù)據(jù)分析和新成果評價等方式，充分體現(xiàn)電力技術(shù)發(fā)展方向性、全局性、時效性和前瞻性。

　　能量平衡法作為現(xiàn)今微風(fēng)振動計算中最為成熟的算法，經(jīng)過了深入而又廣泛的研究。經(jīng)驗公式加實驗擬合的方法是在輸電線自阻尼功率、防振錘消耗的功率和風(fēng)功率輸入的機理均較為復(fù)雜情況下所采用的方法。

　　各國的許多學(xué)者幾十年來做了大量的風(fēng)洞實驗和理論研究來測得風(fēng)輸入給輸電線的能量，最終給出了實驗曲線，這種曲線是能表征風(fēng)能怎樣隨振幅變化的。能量平衡法由于諸多因素原因應(yīng)用起來是不確定的，例如參數(shù)離散性，不同的研究者的差別是很大的，這種情況有可能使得實驗曲線之間的吻合會有些不理想。然而在能量平衡法方面，各國的研究進度不一樣，我國在這方面受到了諸多條件限制，例如在國際上發(fā)表公開文獻方面，我國很少是有關(guān)于風(fēng)功率輸入曲線方面的，造成了這方面研究的制約條件，其中風(fēng)洞條件的限制是一個重要原因。

　　在正常的電力系統(tǒng)運行中，架空輸電線是存在自阻尼的，但有關(guān)它的自阻尼計算是非常少見的，理論研究也較少，大部分原因是因為它的形成非常之復(fù)雜。世界各國對自阻尼的研究主要都在實驗的測量上，通過實驗獲得的數(shù)據(jù)研究分析導(dǎo)線的自阻尼，得出有價值的理論。國內(nèi)學(xué)者提出了用數(shù)學(xué)方法來計算輸電線的振動阻尼，根據(jù)基本的索振動微分方程得到了計算公式。測算導(dǎo)線振動阻尼的方法很多，國內(nèi)外均提出了許多行之有效的方法，其中數(shù)學(xué)分析方法是一種精度很高的方法，它最先由外國學(xué)者提出，他運用微積分原理，借鑒了索有關(guān)的知識，最終得到了振動阻尼的計算式。科學(xué)的發(fā)展是永不止步的，由Noiseux提出的公式在很多方面還不完善，例如它不適用于專門的鋼芯鋁絞線制成的導(dǎo)線，也不適用于在較窄的頻率段中產(chǎn)生的隨機振動，同時若是由全鋁材料構(gòu)成的導(dǎo)線也是不適用的，Lebfond和Hardy就從以上的基礎(chǔ)上完善了前人的計算公式。

　　解析方法與非解析法是求解體系動力響應(yīng)的重要方法，動力學(xué)方法在廣義上包含的范圍是很廣的，它的研究范圍同樣也涉及了動力體系的方方面面。在架空輸電線路的動力研究中，方法很多，例如振型疊加法和有限差分法就是應(yīng)用非常廣泛的兩種動力學(xué)研究方法。在輸電線路中做動力學(xué)研究時，得到的僅僅是有關(guān)輸電線和防振金具之間的動力方程，它是直接求解動力方程獲得微風(fēng)振動響應(yīng)的法。

　　輸電線路中的導(dǎo)線受到外部激勵后會產(chǎn)生不同程度的響應(yīng)，Claren，N和Diana，G利用了振型疊加法對這種響應(yīng)進行了計算，并且在公開刊物上發(fā)表論文，得到國內(nèi)外學(xué)者認可。論文中將輸電導(dǎo)線簡化成了兩端鉸支的張緊弦，通過張拉的很緊的弦來模擬輸電導(dǎo)線，并且認為弦是兩端鉸接的，鑒于此，為了得到導(dǎo)線振動的解析解，論文中借助了張緊弦的橫向振動理論。論文觀點以及選取模型的正確性是要通過實驗驗證的，在進行了眾多實驗驗證的基礎(chǔ)上，Claren，N將實驗結(jié)果進行匯總，并且同振型疊加法所獲得的解析解進行了研究對比，最終發(fā)現(xiàn)誤差是非常小的，可信度高，理論和模型都是非常正確的。以上的研究為微風(fēng)振動現(xiàn)象的研究發(fā)展邁出了重要一步，通過計算得到了關(guān)于導(dǎo)線振幅的解析表達式，但是鑒于微風(fēng)振動計算的復(fù)雜性，以上的研究結(jié)果仍然欠缺一些理論知識。例如在輸入激勵力的問題上，發(fā)表文章中為了實驗方便而沒有做到精確模擬激勵力。再者導(dǎo)線本身是半柔半剛的，用拉緊的張弦來模擬會舍去導(dǎo)線本身具有的抗彎剛度，會對結(jié)果的精確性產(chǎn)生很大影響。

　　綜合前面的研究，方法很多，但是思路一樣，都是將原本的微風(fēng)振動研究通過子系統(tǒng)分解來研究，例如分解為導(dǎo)線系統(tǒng)和激勵系統(tǒng)，將兩者分開考慮，最后綜合起來研究。風(fēng)的作用是聯(lián)系兩者的紐帶，于是便通過了功率的輸入和輸出將兩個子系統(tǒng)耦合，綜合評價研究。這樣以來，對微風(fēng)振動的研究就優(yōu)點多多了，首先是對整個振動的分析較簡便，并且整個過程的計算量大大減小。同樣，這種方法也是有缺點的，它的計算對風(fēng)洞實驗要求較多，風(fēng)洞實驗獲取的實驗數(shù)據(jù)是它的基礎(chǔ)。

　　前面已經(jīng)將其他的研究方法做了逐一介紹，唯獨尾流振子模型算法沒有介紹，和其它方法一樣，它也是一種較好的渦激振動研究方法。本方法對以往其他方法沒有涉及的尾流振蕩作用做了深入分析研究，運用了數(shù)學(xué)和力學(xué)相結(jié)合的方法來研究，通過列方程，聯(lián)系不同物質(zhì)之間的參數(shù)，將流固耦合的現(xiàn)象充分的體現(xiàn)了出來。對尾流振子模型的研究，國內(nèi)外學(xué)者都高度重視，其中升力系數(shù)的控制曾一度成為研究難點，HarDen和currie于1970年在充分利用了Van De Pol方程的基礎(chǔ)上求得了振子模型在數(shù)學(xué)上的表達公式，可以和結(jié)構(gòu)的振動方程進行聯(lián)立求解。

　　通過以上的研究發(fā)現(xiàn)，每一種方法都有各自的優(yōu)點和缺點，例如動力學(xué)方法的計算結(jié)果精度更高，而且概念也更加明確。在一定程度上，動力學(xué)方法的適用范圍是更廣的，計算結(jié)果也是更精確的，值得更深一步的研究。尤其是在綜合考慮流一固耦合基礎(chǔ)上，CFD方法結(jié)合有限差分法，可以考慮風(fēng)與輸電線一防振錘體系的相互作用，同時考慮輸電線和防振錘動力效應(yīng)的耦合振動，前提是在不大幅增加計算量的條件下。

　　如果要保證輸電線路的安全運行，當導(dǎo)線在振動穩(wěn)定后，導(dǎo)線上各點(包括懸掛點在內(nèi))的動彎應(yīng)變必須要合理控制，達到安全范圍中。1969年時RodolfoClaren，Member，IEEE和G.Diana對架空導(dǎo)線在風(fēng)振作用下的動力響應(yīng)利用了數(shù)學(xué)知識進行了分析研究，把微風(fēng)振動現(xiàn)象在導(dǎo)線上產(chǎn)生的各種影響都進行了計算分析，對輸電線路微風(fēng)振動理論的完善起到了重要的推動作用，是導(dǎo)線微風(fēng)振動史上不可磨滅的一件事，為后續(xù)的研究工作開展起到了積極意義。以前的學(xué)者大都取一個檔距內(nèi)的微風(fēng)振動現(xiàn)象為研究對象，并沒有考慮到相鄰跨對要研究的輸電線路微風(fēng)振動的影響，在借助了模態(tài)分析的結(jié)果后，simpson，A和sembi，P.S.對這種相鄰跨的影響問題進行了深入研究，取得了顯著效果;架空線路發(fā)生微風(fēng)振動時，穩(wěn)定后導(dǎo)線的振幅大小應(yīng)該徘徊在一個固定的數(shù)值附近，鑒于此，Roughan，J.C.(1983)對這個問題開展了細致而全面的研究，并取得了一定的研究成果;對于風(fēng)輸入給導(dǎo)線的能量大小，國際上一直沒有一個定論，Kraus，Michal(1991)就針對此現(xiàn)象將風(fēng)輸入能量進行了測量，將自測結(jié)果與風(fēng)洞實驗結(jié)果比較分析，驗證了風(fēng)能輸入曲線，通過研究分析后得到了許多有價值的結(jié)論。微風(fēng)振動現(xiàn)象的頻繁發(fā)生受到的外界因素?zé)o非就是天氣因素，然而導(dǎo)線本身的因素是否會起到什么作用不得而知，鑒于此，Heics，R.c.(1994)設(shè)計了實際線路實驗，將線路同等比例在試驗中運行應(yīng)用，通過改變導(dǎo)線自身的張力大小，改變導(dǎo)線的自阻尼情況，改變導(dǎo)線風(fēng)攻角情況來觀察微風(fēng)振動振幅的變化情況，判斷其影響大小;Schmidt，J.T.(1997)通過試驗測量分析了阻尼器在微風(fēng)振動中的能量消耗特性;由于超、特高壓電網(wǎng)建設(shè)的不斷加快，大跨越輸電線路成為了一種趨勢，對于這方面Rawlins，C.B.(2000)對大跨越導(dǎo)線的各種激勵響應(yīng)進行了比較分析，最終得出了結(jié)論，由大跨越線路產(chǎn)生的大跨越效應(yīng)將會使得跨端的阻尼需求減少很多;stockbridge型防振錘是現(xiàn)在輸電線路上應(yīng)用較多的一款防振錘，外國學(xué)者Diana.G(2003)等人對它進行了理論和實驗研究，主要測算了它在線路上的布置情況和受力性能好壞。得出了有價值的研究結(jié)論，為其以后在輸電線路上的應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)，能夠為后續(xù)的研究起到指導(dǎo)和借鑒的作用;Leskinen T.(2003)對輸電導(dǎo)線的使用壽命則利用了能量平衡法以及室內(nèi)試驗同時進行的方法做了分析研究;sinha， Hagedorn P(2007)計算和研究了輸電導(dǎo)線連接點處于微風(fēng)振動情況下的動彎應(yīng)力;M.L.Lu(2007)等人用基于強迫振動和阻抗轉(zhuǎn)換的方法對防振錘一輸電線耦合體系振動進行了詳細求解。