电力金具科普:防振锤——输电线路的“防抖能手”

2025-12-23
> 在高压输电铁塔之间,纤细的导线并非静止不动,而是在风中常年“舞动”。防振锤,这个看似小巧简单的装置,正是为了平息这些无形的振动,守护电网安全运行的关键金具。


当我们仰望高压输电线路,很容易注意到导线、铁塔和绝缘子,但常常会忽略导线上那些像小锤子一样的部件。它就是防振锤,输电线路的隐形守护者,专门对抗由风引起的“微风振动”。

一、风的挑战:看不见的疲劳损伤

风,是输电线路面临的最持久挑战之一。即使是速度不高的微风,持续吹过圆形导线时,也会在导线背面产生交替脱落的涡流,引发导线的高频、低幅振动——这就是微风振动。

这种振动幅度虽小(通常不超过导线直径),但频率极高(每秒几次到几十次),长期作用会导致:

- 导线疲劳断股:在线夹出口处等应力集中点,导线材料因反复弯折产生疲劳,最终断裂。

- 部件松动损坏:金具螺栓松动、部件磨损,缩短线路寿命。

防振锤正是为了解决这一问题而诞生,它通常安装在距离线夹一定距离的导线上,如同一支训练有素的“减部队”。

图片

二、防振锤如何工作:巧妙的能量转换

防振锤的核心工作原理是消耗能量、抑制振动。

想象一下:当导线在风中振动时,安装在导线上的防振锤锤头也随之运动。但由于锤头具有一定的质量,它的运动节奏会稍落后于导线的振动。这个“时间差”使得连接锤头和线夹的钢绞线(吊索) 不断地被弯曲、拉伸,内部股线之间产生摩擦。

正是这个摩擦过程,巧妙地将导线的振动能量(机械能)转化为了热能并耗散到空气中。简单来说,防振锤就是一个“能量转化器”,它“吃掉”了风赋予导线的振动能量,从而保护导线。


三、防振锤的家族成员

经过近百年的发展,防振锤演化出几种主要类型,各具特色。

1. 简型防振锤(FDT

这是最经典、使用最广泛的防振锤,由工程师司托克布里奇在1925年发明。它的结构简单:一根钢绞线两端压接着两个重量相等的筒形铸铁锤头,中间通过线夹固定在导线上。

优点:结构简单、制造方便、成本低。

缺点:筒形锤头内部可能积水结冰,影响性能,特别是在寒冷地区。图片


2.音叉型防振锤FDY/FRY

可以看作是简型的改进版,锤头形状如同“音叉”,消除了封闭空腔,从结构上解决了积水问题。

对称音叉型:线夹两侧钢绞线等长,锤头质量相等,有两个主要谐振频率。- 非对称音叉型:线夹两侧钢绞线一长一短,锤头一重一轻,拥有四个谐振频率,能应对更复杂的振动环境,消振效果更好。

图片

3.扭转型防振锤(FDN)

这种防振锤的锤头形状独特,像一根“狗骨头”。安装时,两个锤头与垂直线呈一定夹角。当导线振动时,锤头不仅上下运动,还会产生扭转运动,能消耗更多类型的振动能量,性能更加优越。

图片

四、设计与安装:细节决定成败

一个合格的防振锤,从设计到安装都凝聚着工程智慧:

材料讲究:锤头通常采用高强度铸铁或铸钢;线夹及压板多采用铝合金以减轻重量和防止涡流;关键的钢绞线需具备极高的强度和耐疲劳性能。

连接关键:现代标准严格要求锤头与钢绞线必须采用压接铆固连接,严禁使用焊接。这是因为焊接点在高频振动下易疲劳开裂,历史上因焊接导致的锤头脱落事故屡见不鲜,而可靠的压接工艺能从根本上解决这一问题。

安装精准:防振锤必须安装在距离线夹特定位置,这个距离经过精密计算,以确保其处于振动的波腹点附近,从而达到最佳的消振效果。

图片

五、小结:静默的守护者

从1925年第一只司托克防振锤问世至今,百年过去了,防振锤的基本原理未曾改变,但材料和工艺却在持续进步。它们成千上万地悬挂在全球的输电线上,默默无闻地工作,将有害的振动转化为微不足道的热量,年复一年地延长着导线的寿命。

如果说间隔棒是分裂导线的“支撑能手”,那么防振锤就是整条输电线路的“消振悍将”。它们一个保持导线间距,一个抑制导线振动,共同构成了保障电网安全稳定运行的重要防线。


阅读1
分享