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供稿人：外貿部 沈嘯峰

近期，雙匯電力技術部協同集團關聯企業北京云道智造科技有限公司，開發了一款國內領先的防振研究軟件，用于模擬分析防振錘和間隔棒的防震性能。此款防振錘仿真特性計算APP 是基于IBE Simdroid平臺開發的用于計算防振錘對導線微風振動防振效果的APP，用于輸電導線微風振動的預防。此軟件開發過程中，除我司張靜華總工外，還得到了北京大學陳璞教授和中國電科院工程所王景朝總工的大量技術指導和幫助，在此表示誠摯的感謝！

1. 背景

大家都知道中國的兩張“名片”，一張是高鐵，一張是特高壓。我們常常會在高速公路邊見到一個接一個的特高壓輸電桿，其中很多輸電桿塔附近的導線上會裝有防振錘。

輸電線路一般都建在廣袤的野外，從一個城市連接到另一個城市。在自然界中，風是幾乎每時每刻都存在的。當風吹過導線，就會經常產生卡門渦街現象，會導致輸電導線出現斷股和斷線，給電網的安全運行帶來巨大威脅。防振錘的作用是防止微風振動對輸電導線產生危害。

2. 防震錘防震機理

防振錘是為了防止導線出現微風振動而安裝，起到質量調諧阻尼器的作用。

圖中數字標注的部分分別為：1-鋼絞線，2-錘頭（一般是鋼材），3-中間固定線夾，4-輸電導線。1-3部分共同組成一個完整的防振錘。

防振錘安裝在導線上之后，兩個錘頭隨著導線的振動而振動，使鋼絞線股間相對滑移從而產生摩擦阻尼力。

防振錘就是利用鋼絞線股間摩擦產生的阻尼力來消耗導線系統的振動能量的。錘頭的振動包括自身回轉和上下擺動兩種形式的運動。防振錘在諧振頻率附近振動時耗散的能量最大。

防振錘多安裝于兩端懸掛點附近，因為懸掛點動彎應變最大，又是所有振動半波的節點。靠近懸掛點安裝，不僅能夠準確估計各半波的位置，照顧對各波的防振，也能直接抑制懸掛點的振動。

3. 本軟件四大模塊

本軟件就是一款計算防振錘自身性能、評估導線-防振錘耦合系統防振效果的工具，它具有以下四大模塊的功能。

（1）防振錘的功率特性計算

采用歐拉-伯努利梁假設，基于自由振動運動微分方程，求解防振錘的頻率特性。 基于頻率特性，使用諧響應模態疊加法求解線夾簡諧振動時防振錘的消耗功率，得到防振錘的功率特性曲線。 用戶輸入防振錘的設計參數：類型（單邊、雙邊）、防振錘長度、質心位置、錘頭質量、轉動慣量、材料屬性等，APP即可計算出防振錘的功率特性曲線。 計算出的防振錘功率特性曲線可以用于防振錘-導線耦合系統仿真計算，評估防振方案的效果。

（2）導線頻響分析

采用能量平衡方法計算導線在沒有安裝防振錘時對微風振動的響應。用戶在APP中輸入導線的檔距、截面積、直徑等相關參數，APP即可計算出導線的頻響曲線。 導線頻響計算完畢后，會輸出導線懸垂線夾出口處的動彎曲線。

一般情況下，當導線跨距較大時，如果未安裝防振錘，導線動彎經常會超出標準的許用值。

（3）防振錘布置計算

防振錘布置方式的計算是基于電力行業標準，基于防振錘效果最大化的原則，根據導線參數，計算出防振錘的安裝位置。

（4）防振錘-導線耦合系統分析

耦合系統分析是指采用能量平衡方法求解耦合系統在微風激勵條件下的動力響應，并將導線動彎-頻率曲線作為計算結果輸出，該曲線是判斷導線-防振錘體系是否可靠的依據。 用戶在APP中輸入風參數、導線參數、防振錘參數和布置方案，APP即可計算出在安裝防振錘狀態下導線的動彎曲線。 正確安裝防振錘后，導線的動彎會急劇降低。