突如其來(lái)的驚嚇讓人一頭霧水。直到看到他發(fā)來(lái)的照片……

首先，非常感謝這位電力設(shè)施保護(hù)意識(shí)深入骨髓的朋友。至于這個(gè)“奇怪”的東西嘛，很多電線上都有，喜歡仰望天空的朋友可能看到過。但它是干什么用的，你知道嗎？

這個(gè)東西叫“防振錘”，并沒有啥危害，相反，如果沒有它，電線才真的會(huì)非常危險(xiǎn)！

先說(shuō)一個(gè)8級(jí)風(fēng)吹毀一座橋梁的故事

這事，還得從一陣風(fēng)說(shuō)起……

永遠(yuǎn)不要小看自然的力量。有一種風(fēng)叫層流風(fēng)，吹過某些物體后會(huì)形成一個(gè)規(guī)則的旋渦流型，旋渦在物體的兩側(cè)交替脫落，對(duì)物體產(chǎn)生一個(gè)垂直于風(fēng)向交替作用的周期力。

不僅是風(fēng)，這是一個(gè)在自然界廣泛存在的現(xiàn)象。比如在水流中插一根木樁，在特定條件下木樁下游的兩側(cè)，會(huì)產(chǎn)生兩道非對(duì)稱排列的漩渦。這兩排漩渦旋轉(zhuǎn)方向相反，相互交錯(cuò)排列，就像街道兩邊的街燈一樣。

美國(guó)航天工程學(xué)家馮·卡門最早系統(tǒng)闡述了這種現(xiàn)象，所以被稱為“卡門渦街”。

▲卡門渦街大概就是這樣子的（科普中國(guó)）

沒看懂？這不重要。你只需要知道，這東西名字很文藝，其實(shí)非常兇悍。它要是“發(fā)起瘋”來(lái)……

1940年，美國(guó)在塔科瑪峽谷上建造了一座主跨度853.4米的懸索橋。建成4個(gè)月后，大橋碰到了一場(chǎng)風(fēng)速為19米每秒的風(fēng)。風(fēng)不算太大，換算一下也就是8級(jí)的水平。當(dāng)時(shí)，大橋發(fā)生了劇烈的扭曲振動(dòng)，振幅接近9米，最后整個(gè)都垮掉了。

▲當(dāng)時(shí)正好有一支好萊塢電影隊(duì)在這里拍攝影片，記錄了塔科瑪大橋從開始振動(dòng)到最后毀壞的全過程

人們?cè)谡{(diào)查這一事故時(shí)，驚異地發(fā)現(xiàn)：從1818年到19世紀(jì)末，由風(fēng)引起的橋梁振動(dòng)已至少毀壞了11座懸索橋。當(dāng)時(shí)，馮·卡門用“卡門渦街”分析了這一事故，但沒有獲得證實(shí)。

直到20年后，人們經(jīng)過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，認(rèn)定塔科瑪橋風(fēng)毀事故，是一定流速的流體（風(fēng)）流經(jīng)邊墻時(shí)，形成卡門渦街，產(chǎn)生了垂直于流動(dòng)方向的力，迫使橋梁產(chǎn)生振動(dòng)。

當(dāng)振動(dòng)發(fā)放頻率與橋梁結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)頻率相耦合時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振，至于發(fā)生共振的后果，現(xiàn)在大家都知道了……

哇，好可怕！但你說(shuō)了這么多，與電線有個(gè)錘子關(guān)系？別急！馬上進(jìn)入正題~

1～5級(jí)的風(fēng)就可能讓電線散架

看起來(lái)人畜無(wú)害的微風(fēng)，其實(shí)也并不溫柔。

我們頭頂?shù)碾娋€很多時(shí)候是由多股金屬線絞合而成。這種電線韌性好、強(qiáng)度大，很早就被廣泛應(yīng)用了。但它也存在一個(gè)問題……

20世紀(jì)20年代，加拿大一條從伊利堡至布法羅的全鋁絞線輸電線路，在跨越尼亞加拉河段發(fā)生了導(dǎo)線斷股和斷線；

美國(guó)南加州一條220千伏線路，導(dǎo)線采用鋼芯鋁絞線，地線采用鋼絞線，在運(yùn)行中導(dǎo)線和地線都發(fā)生多處斷股，其中一處54股鋁線斷了28股。

經(jīng)專家調(diào)查，這些線路的斷股、斷線都是由“小風(fēng)”造成的。

電線這么不扎實(shí)，一陣微風(fēng)就能給吹散了？朋友們一定已經(jīng)猜到了。沒錯(cuò)，就是與“卡門渦街”有關(guān)。

▲斷股是什么？喏，就像這樣

架空輸電線路懸掛在桿塔上，承受一定張力，具有多個(gè)自振頻率。水平方向的層流風(fēng)吹過輸電線后，背風(fēng)側(cè)產(chǎn)生的卡門渦街就會(huì)對(duì)輸電線產(chǎn)生一個(gè)豎向交變力（又稱循環(huán)應(yīng)力、重復(fù)應(yīng)力，隨時(shí)間作周期性變化）。

當(dāng)交變力的頻率與輸電線的自振頻率一致時(shí)，便會(huì)引起輸電線垂直方向的振動(dòng)。是不是和塔科瑪橋風(fēng)毀事故很像？

引起電線振動(dòng)的風(fēng)速通常在0.5米每秒至10米每秒范圍內(nèi)，0.5米每秒的風(fēng)只有1級(jí)，10米每秒的風(fēng)也沒超過5級(jí)。因此，這種豎向的振動(dòng)稱為“微風(fēng)振動(dòng)”。

自然界中的風(fēng)每時(shí)每刻都存在，因此輸電線的微風(fēng)振動(dòng)也是長(zhǎng)期存在的。日常生活中所聽到的風(fēng)吹電線的聲音就是渦街脫落引起的。

輸電線長(zhǎng)期振動(dòng)所產(chǎn)生的累積效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致輸電線：

疲勞斷股

金具磨損

絕緣子受損

桿塔構(gòu)件損壞

……

這些都會(huì)給線路安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。輸電線路一旦發(fā)生斷股、斷線就可能導(dǎo)致停電，換線也要花不少冤枉錢。這個(gè)難題，必須破解。

裝個(gè)小錘錘，電線瞬間不再怕微風(fēng)

這時(shí)，我們的主角小錘錘就誕生了。

防振錘是美國(guó)一位叫斯托克布里奇的工程師，在1925年的時(shí)候發(fā)明的。最開始就長(zhǎng)這個(gè)樣子——

▲斯托克布里奇發(fā)明的防振錘

學(xué)名就很寫實(shí)，防振錘嘛，當(dāng)然是用來(lái)防振的。那怎么防呢？簡(jiǎn)而言之就是“與之共舞”“借力打力”。

防振錘由線夾、鋼絞線和錘頭三部分組成，通過線夾固定在電線上。輸電線路發(fā)生微風(fēng)振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的力，會(huì)使防振錘隨之振動(dòng)。

這時(shí)，防振錘的鋼絞線發(fā)生彎曲變形，通過其鋼絞線的股間磨擦，把振動(dòng)輸電線的動(dòng)能變?yōu)闊崮芟牡?。其耗能的大小與線夾振動(dòng)速度有關(guān)，速度越大，耗能越多。

防振錘的特性與錘頭質(zhì)量（錘頭起到提供質(zhì)量的作用，有竹筒型、音叉型、狗骨型等結(jié)構(gòu)型式）、形狀以及鋼絞線剛度、長(zhǎng)度等有關(guān)，需要通過試驗(yàn)測(cè)定。

防振錘的作用非常明顯，目前已經(jīng)被世界各國(guó)廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在還有一種預(yù)絞式防振錘，不用螺栓線夾固定而是采用預(yù)絞絲纏繞的方法安裝在導(dǎo)線上。

▲雖然防振錘的形狀多種多樣，但原理都是一樣的

防振錘主要應(yīng)用于35千伏及以上電壓等級(jí)的輸電線路。500千伏及以上電壓等級(jí)輸電線路導(dǎo)線采用分裂型式。分裂導(dǎo)線用的阻尼間隔棒，就對(duì)子導(dǎo)線的微風(fēng)振動(dòng)具有牽制作用。

因此，當(dāng)500千伏及以上電壓等級(jí)的線路如果安裝了阻尼間隔棒且平均運(yùn)行張力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，可以不用防振錘。而10千伏及以下電壓等級(jí)輸電線路，由于檔距較短，線路架設(shè)得比較低，受到微風(fēng)振動(dòng)的影響相對(duì)較小，理論上也可以不使用防振錘。

▲國(guó)家電網(wǎng)員工復(fù)位滑移的防振錘

目前，我國(guó)架空輸電線路的輸電線微風(fēng)振動(dòng)問題已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)可控、能控、在控。

說(shuō)到這里，頭條君相信你已經(jīng)對(duì)電線上的那些小錘錘心生敬意了。

好一招借力打力，化風(fēng)大法~