VSD防振方案通用.doc

Beijing PLP Conductor Line Products Co., Ltd. #1 Guohuai Street, Liangxiang Developing Zone Fangshan, Beijing, China, 102488OPGW光缆防振方案及相关原理一微风振动的产生微风振动是一种发生在架空导线、地线及光缆（OPGW或ADSS等）的涡流回流现象。微风振动的基本原理是稳定的层流风垂直（或可分解的垂直分量）吹过圆柱形物体（如缆线）而发生的物体垂直于风向的正谐周期性运动。当风吹向圆柱形物体时，在它的后面分层交错的涡流形成一定的压力差，这样就使圆柱形物体在与风吹动方向相垂直的方向产生移动的趋势。如果涡流的频率与缆线的自然频率相一致时，缆线将发生微风振动（如图1所示）。 图1 微风振动基本原理示意图微风振动的幅度与线路的设计参数和周围运行环境密切相关。振动的严重程度不同，观测方法也不一样。一般情况下肉眼近距离可以观测到具有一定幅度的微风振动，但要详细记载并研究一定线路的微风振动程度，必须通过高精度的仪器才能测量。例如应力计和线路动态记录仪，图2是线路动态记录仪所记录的典型微风振动轨迹。 图2 微风振动测量轨迹图二常见防振器简介对于普通架空线路，常见防振器主要有防振锤、防振鞭、阻尼间隔棒、防振环和阻尼线等。对于光缆（OPGW或ADSS）来说，由于光信号怕侧压，常用的防振器通常只有防振锤、防振鞭和阻尼线（花边）。1 防振锤PLP公司用于OPGW光缆的防振锤为“斯托克布里奇”结构型式的四谐振频率防振锤。它是抑制导线、普通地线及OPGW等缆线在张力情况下微风振动的常用有效措施之一。图2所示的是PLP公司最新VSD系列防振锤。防振锤通过夹子挂在缆线上，将缆线的微风振动传递到防振锤。钢绞线两端悬挂的锤头能够随着缆线的运动而自由振动，使得钢绞线股间相互摩擦，将传递到防振锤上的振动能量转化为钢绞线股间摩擦热能而耗散掉。通过单独设计各个组件，可使防振锤在整体上具备特定要求的性能图2 PLP公司VSD-20防振锤示意图防振锤是一种调频率减振器，对于直径较大的OPGW光缆（外径10mm及以上）和导地线，具有非常有效的防振效果。通常情况下，调频率减振器都有一个特定的频率特征范围。2 防振鞭防振鞭(SVD/FDD)是目前常用的一种冲击型减振器，由耐冲击、抗老化的高强度工程塑料制成。防振鞭对小直径（外径不大于19.3mm）的输配电导地线和光缆（OPGW,ADSS）的高频率振动的减振非常有效。SVD或FDD通过与线缆的撞击来消散振动能量进而达到减弱线路微风振动的效果。由于防振鞭整体缠绕在光缆上，缆线脱冰跳跃时SVD会随缆线一起运动，其高强度PVC材质既不会损坏金属缆线，也不会自身受损，特别适用于重冰区的OPGW光缆防振。在普通气象条件、无重要跨越的情况下，档距大约1000m时，建议防震锤和防振鞭联合防振，使用数量如下：档距SPAN（米）该档距内防振锤数量（只）该档距内防振鞭数量（只）1000SPAN1250841250SPAN150086遇有小缆径、大跨越、重冰等情况，请向北京PLP公司垂询2.1 防振鞭安装位置对于一般档距的线路，工程上为便捷起见，我们通常采用如下原则计算：在线夹出口处向外推100mm安装第一支防振鞭，间隔100mm再安装第二只防振鞭，依次类推。为方便施工，也可以将两只防振鞭并成一组，且最多一组安装三只。 2.2防振鞭数量确定常规下防振锤数量的计算方法如下：档距SPAN（米）该档距内防振鞭数量（只）每一边安装数量（只）SPAN20021200SPAN40042400SPAN60063600SPAN80084800SPAN1000105SPAN1000遇有小缆径、大跨越、重冰等情况，请向北京PLP公司垂询3 阻尼线（花边） “花边”是将几组与缆线相同（或相近）的线段用夹子固定在缆线上，其外型像绑在缆线上的花叶一样。通过花边的阻尼运动来耗散微风振动能量。有时在花边中还要加装防振锤。花边通常在大跨越上应用较多，重冰区有部分应用。4 防振锤和防振鞭被广泛使用的主要原因 防振原理成熟，防振效果在实验室和安装现场测试结果均较理想。 结构简单，安装方便，易于维护。三. OPGW 防振方案1输入风能前面提到，OPGW微风振动是由稳定的层流风引起的。激振能量就是输入风能。IEC 61897和国标GB/T 2336都提到，输入风能的计算公式为：P= LD4f3fnc(Y/D) 其中：P 表示输入风能（W）f 表示微风振动的频率（HZ）D 表示光缆的外径（m）L 表示档距（m）Y 表示波腹点双振幅（m）fnc(Y/D) 表示输入风能函数，在标准附录中给出了数学计算模型。2 . 光缆振动频率计算公式f=185v/d （Hz）其中：185为常数；v为引起振动的层流风速m/s；d为光缆直径mm。微风振动的层流风速范围，各种资料介绍很不一致，国际大电网会议（CIGRE）认为微风振动层流风速应在17m/s范围内，最大不超过11m/s。需要指出的是，稳定的层流风速并不等于该地区的实际风速。层流分速与地形、地貌密切相关。一般高山大岭等地区的层流风速很小，而江河大跨越的层流风速则很大。3防振锤选型及防振方案3.1防振锤的选型北京帕尔普公司采用斯托可布里奇（StockBridge）结构型式的四谐振频率防振锤来有效抑制OPGW光缆的微风振动。VSD-20,VSD-35及VSD-40等分别代表不同的防振锤重量和固有频率。防振锤的重量是防振锤的基本参数，选用多大的锤头，主要看OPGW 光缆的特征阻抗值Z : Z= (T M)1/2其中：T为光缆每日运行张力（N）；M为光缆单位长度质量（kg/m）如果：Z（N.m/s）防振锤型号Z130VSD-20xx130Z168VSD-25xx168Z189VSD-35xx其中”xx”代表防振锤铝合金夹子型号,它取决于光缆线夹的内层预绞丝外直径或光缆加装护线条后的外直径。防振锤型号铝合金线夹型号铝合金线夹夹持范围VSD-20 VSD-25 VSD-352015.520.0mm2520.125.0mm2520.125.0mm一般情况下,铝合金线夹的夹持范围向上会有2mm的余量.例：OPGW光缆外径12.6mm, 单位长重量(M)527kg/km, RTS为80.7KN, 日平均应力(EDS)为18%RTS, 则对于该12.6mm OPGW Z1= (T x M) 1/2=(18%RTSxM) 1/2=(18%x80.7x527) 1/2=87.5 (N.m/s) 1000遇有小缆径、大跨越、重冰等情