在當下我們應該如何來促進現在電力工程的新應用發展呢?同時有關當前的新科技中電力的新發展有什么影響呢?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，例如被各國學者普遍認可的能量平衡法。這種方法延續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，將風輸入的能量看成是能量輸入的源泉，將導線系統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系使得導線系統在微風振動作用下始終處于一種穩定狀態。

　　摘要：輸電線路的微風振動是架空線在微風作用下產生的高頻低幅的垂向振動。微風振動的頻率較高，一般在5～120Hz之間;振幅大約為導線直徑的3倍以下;所需風速較小，一般為0.5～10m/s范圍之間;振動的時間非常長，大多數是幾個小時，也有的是好幾天都不停止。如果對導線微風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。

　　關鍵詞：輸電線路,減震應用,電力工程論文

　　一、微風振動的研究現狀

　　微風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。相對國內來講，國外研究人員對微風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點的基礎上發明的，比如說貝特阻尼器;E. Bate在1925年以前就研制發明了一種阻尼器，如貝特阻尼器;1968年，Salvi研究發明了4R型防振錘。現在輸電線路中使用的防振金具已經越來越多，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》，《電力技術》本著面向電力行業、提供優質服務的宗旨，充分發揮中電聯各方面技術優勢和行業唯一性特色，密切聯系政府有關部門、電力企業、電力用戶、科研院所和煤炭、裝備等上下游行業，以報導全面的全國性技術和管理現狀分析，及時的全國性安全、可靠、經濟、環保數據分析和新成果評價等方式，充分體現電力技術發展方向性、全局性、時效性和前瞻性。

　　能量平衡法作為現今微風振動計算中最為成熟的算法，經過了深入而又廣泛的研究。經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功率輸入的機理均較為復雜情況下所采用的方法。

　　各國的許多學者幾十年來做了大量的風洞實驗和理論研究來測得風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能怎樣隨振幅變化的。能量平衡法由于諸多因素原因應用起來是不確定的，例如參數離散性，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，例如在國際上發表公開文獻方面，我國很少是有關于風功率輸入曲線方面的，造成了這方面研究的制約條件，其中風洞條件的限制是一個重要原因。

　　在正常的電力系統運行中，架空輸電線是存在自阻尼的，但有關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，通過實驗獲得的數據研究分析導線的自阻尼，得出有價值的理論。國內學者提出了用數學方法來計算輸電線的振動阻尼，根據基本的索振動微分方程得到了計算公式。測算導線振動阻尼的方法很多，國內外均提出了許多行之有效的方法，其中數學分析方法是一種精度很高的方法，它最先由外國學者提出，他運用微積分原理，借鑒了索有關的知識，最終得到了振動阻尼的計算式。科學的發展是永不止步的，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線，也不適用于在較窄的頻率段中產生的隨機振動，同時若是由全鋁材料構成的導線也是不適用的，Lebfond和Hardy就從以上的基礎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的重要方法，動力學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用非常廣泛的兩種動力學研究方法。在輸電線路中做動力學研究時，得到的僅僅是有關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振動響應的法。

　　輸電線路中的導線受到外部激勵后會產生不同程度的響應，Claren，N和Diana，G利用了振型疊加法對這種響應進行了計算，并且在公開刊物上發表論文，得到國內外學者認可。論文中將輸電導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線，并且認為弦是兩端鉸接的，鑒于此，為了得到導線振動的解析解，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上，Claren，N將實驗結果進行匯總，并且同振型疊加法所獲得的解析解進行了研究對比，最終發現誤差是非常小的，可信度高，理論和模型都是非常正確的。以上的研究為微風振動現象的研究發展邁出了重要一步，通過計算得到了關于導線振幅的解析表達式，但是鑒于微風振動計算的復雜性，以上的研究結果仍然欠缺一些理論知識。例如在輸入激勵力的問題上，發表文章中為了實驗方便而沒有做到精確模擬激勵力。再者導線本身是半柔半剛的，用拉緊的張弦來模擬會舍去導線本身具有的抗彎剛度，會對結果的精確性產生很大影響。

　　綜合前面的研究，方法很多，但是思路一樣，都是將原本的微風振動研究通過子系統分解來研究，例如分解為導線系統和激勵系統，將兩者分開考慮，最后綜合起來研究。風的作用是聯系兩者的紐帶，于是便通過了功率的輸入和輸出將兩個子系統耦合，綜合評價研究。這樣以來，對微風振動的研究就優點多多了，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，它的計算對風洞實驗要求較多，風洞實驗獲取的實驗數據是它的基礎。

　　前面已經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，運用了數學和力學相結合的方法來研究，通過列方程，聯系不同物質之間的參數，將流固耦合的現象充分的體現了出來。對尾流振子模型的研究，國內外學者都高度重視，其中升力系數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方程的基礎上求得了振子模型在數學上的表達公式，可以和結構的振動方程進行聯立求解。

　　通過以上的研究發現，每一種方法都有各自的優點和缺點，例如動力學方法的計算結果精度更高，而且概念也更加明確。在一定程度上，動力學方法的適用范圍是更廣的，計算結果也是更精確的，值得更深一步的研究。尤其是在綜合考慮流一固耦合基礎上，CFD方法結合有限差分法，可以考慮風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，當導線在振動穩定后，導線上各點(包括懸掛點在內)的動彎應變必須要合理控制，達到安全范圍中。1969年時RodolfoClaren，Member，IEEE和G.Diana對架空導線在風振作用下的動力響應利用了數學知識進行了分析研究，把微風振動現象在導線上產生的各種影響都進行了計算分析，對輸電線路微風振動理論的完善起到了重要的推動作用，是導線微風振動史上不可磨滅的一件事，為后續的研究工作開展起到了積極意義。以前的學者大都取一個檔距內的微風振動現象為研究對象，并沒有考慮到相鄰跨對要研究的輸電線路微風振動的影響，在借助了模態分析的結果后，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;架空線路發生微風振動時，穩定后導線的振幅大小應該徘徊在一個固定的數值附近，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;對于風輸入給導線的能量大小，國際上一直沒有一個定論，Kraus，Michal(1991)就針對此現象將風輸入能量進行了測量，將自測結果與風洞實驗結果比較分析，驗證了風能輸入曲線，通過研究分析后得到了許多有價值的結論。微風振動現象的頻繁發生受到的外界因素無非就是天氣因素，然而導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)設計了實際線路實驗，將線路同等比例在試驗中運行應用，通過改變導線自身的張力大小，改變導線的自阻尼情況，改變導線風攻角情況來觀察微風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振動中的能量消耗特性;由于超、特高壓電網建設的不斷加快，大跨越輸電線路成為了一種趨勢，對于這方面Rawlins，C.B.(2000)對大跨越導線的各種激勵響應進行了比較分析，最終得出了結論，由大跨越線路產生的大跨越效應將會使得跨端的阻尼需求減少很多;stockbridge型防振錘是現在輸電線路上應用較多的一款防振錘，外國學者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論，為其以后在輸電線路上的應用打下了堅實的基礎，能夠為后續的研究起到指導和借鑒的作用;Leskinen T.(2003)對輸電導線的使用壽命則利用了能量平衡法以及室內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線連接點處于微風振動情況下的動彎應力;M.L.Lu(2007)等人用基于強迫振動和阻抗轉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。