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几天前，一位粉丝火急火燎地找到头条君，悄咪咪地说：  不得了啦，我在野外郊游时，发现那里的电线上吊着一种奇怪的东西！不会有啥危害吧！   ？？？  突如其来的惊吓让人一头雾水。直到看到他发来的照片…… 首先，非常感谢这位电力设施保护意识深入骨髓的朋友。至于这个“奇怪”的东西嘛，很多电线上都有，喜欢仰望天空的朋友可能看到过。但它是干什么用的，你知道吗？ 这个东西叫“防振锤”，并没有啥危害，相反，如果没有它，电线才真的会非常危险！  先说一个8级风吹毁一座桥梁的故事  这事，还得从一阵风说起…… 永远不要小看自然的力量。有一种风叫层流风，吹过某些物体后会形成一个规则的旋涡流型，旋涡在物体的两侧交替脱落，对物体产生一个垂直于风向交替作用的周期力。 不仅是风，这是一个在自然界广泛存在的现象。比如在水流中插一根木桩，在特定条件下木桩下游的两侧，会产生两道非对称排列的漩涡。这两排漩涡旋转方向相反，相互交错排列，就像街道两边的街灯一样。 美国航天工程学家冯·卡门最早系统阐述了这种现象，所以被称为“卡门涡街”。  ▲卡门涡街大概就是这样子的（科普中国） 没看懂？这不重要。你只需要知道，这东西名字很文艺，其实非常凶悍。它要是“发起疯”来…… 1940年，美国在塔科玛峡谷上建造了一座主跨度853.4米的悬索桥。建成4个月后，大桥碰到了一场风速为19米每秒的风。风不算太大，换算一下也就是8级的水平。当时，大桥发生了剧烈的扭曲振动，振幅接近9米，最后整个都垮掉了。 ▲当时正好有一支好莱坞电影队在这里拍摄影片，记录了塔科玛大桥从开始振动到最后毁坏的全过程 人们在调查这一事故时，惊异地发现：从1818年到19世纪末，由风引起的桥梁振动已至少毁坏了11座悬索桥。当时，冯·卡门用“卡门涡街”分析了这一事故，但没有获得证实。 直到20年后，人们经过计算和实验，认定塔科玛桥风毁事故，是一定流速的流体（风）流经边墙时，形成卡门涡街，产生了垂直于流动方向的力，迫使桥梁产生振动。 当振动发放频率与桥梁结构的固有振动频率相耦合时，就会发生共振，至于发生共振的后果，现在大家都知道了…… 哇，好可怕！但你说了这么多，与电线有个锤子关系？别急！马上进入正题~  看起来人畜无害的微风，其实也并不温柔。 我们头顶的电线很多时候是由多股金属线绞合而成。这种电线韧性好、强度大，很早就被广泛应用了。但它也存在一个问题……
20世纪20年代，加拿大一条从伊利堡至布法罗的全铝绞线输电线路，在跨越尼亚加拉河段发生了导线断股和断线； 美国南加州一条220千伏线路，导线采用钢芯铝绞线，地线采用钢绞线，在运行中导线和地线都发生多处断股，其中一处54股铝线断了28股。 经专家调查，这些线路的断股、断线都是由“小风”造成的。 电线这么不扎实，一阵微风就能给吹散了？朋友们一定已经猜到了。没错，就是与“卡门涡街”有关。
▲断股是什么？喏，就像这样 架空输电线路悬挂在杆塔上，承受一定张力，具有多个自振频率。水平方向的层流风吹过输电线后，背风侧产生的卡门涡街就会对输电线产生一个竖向交变力（又称循环应力、重复应力，随时间作周期性变化）。 当交变力的频率与输电线的自振频率一致时，便会引起输电线垂直方向的振动。是不是和塔科玛桥风毁事故很像？ 引起电线振动的风速通常在0.5米每秒至10米每秒范围内，0.5米每秒的风只有1级，10米每秒的风也没超过5级。因此，这种竖向的振动称为“微风振动”。 自然界中的风每时每刻都存在，因此输电线的微风振动也是长期存在的。日常生活中所听到的风吹电线的声音就是涡街脱落引起的。 输电线长期振动所产生的累积效应会导致输电线： 疲劳断股 金具磨损 绝缘子受损 杆塔构件损坏 …… 这些都会给线路安全运行带来隐患。输电线路一旦发生断股、断线就可能导致停电，换线也要花不少冤枉钱。这个难题，必须破解。 这时，我们的主角小锤锤就诞生了。 防振锤是美国一位叫斯托克布里奇的工程师，在1925年的时候发明的。最开始就长这个样子——
▲斯托克布里奇发明的防振锤 学名就很写实，防振锤嘛，当然是用来防振的。那怎么防呢？简而言之就是“与之共舞”“借力打力”。 防振锤由线夹、钢绞线和锤头三部分组成，通过线夹固定在电线上。输电线路发生微风振动时产生的力，会使防振锤随之振动。
这时，防振锤的钢绞线发生弯曲变形，通过其钢绞线的股间磨擦，把振动输电线的动能变为热能消耗掉。其耗能的大小与线夹振动速度有关，速度越大，耗能越多。 防振锤的特性与锤头质量（锤头起到提供质量的作用，有竹筒型、音叉型、狗骨型等结构型式）、形状以及钢绞线刚度、长度等有关，需要通过试验测定。 防振锤的作用非常明显，目前已经被世界各国广泛应用。现在还有一种预绞式防振锤，不用螺栓线夹固定而是采用预绞丝缠绕的方法安装在导线上。
▲虽然防振锤的形状多种多样，但原理都是一样的 防振锤主要应用于35千伏及以上电压等级的输电线路。500千伏及以上电压等级输电线路导线采用分裂型式。分裂导线用的阻尼间隔棒，就对子导线的微风振动具有牵制作用。 因此，当500千伏及以上电压等级的线路如果安装了阻尼间隔棒且平均运行张力达到一定数值时，可以不用防振锤。而10千伏及以下电压等级输电线路，由于档距较短，线路架设得比较低，受到微风振动的影响相对较小，理论上也可以不使用防振锤。
▲国家电网员工复位滑移的防振锤 目前，我国架空输电线路的输电线微风振动问题已经基本实现可控、能控、在控。 说到这里，头条君相信你已经对电线上的那些小锤锤心生敬意了。 好一招借力打力，化风大法~ |
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