電線上為什么有很多小錘錘？
??幾天前，一位粉絲火急火燎地找到頭條君，悄咪咪地說：
突如其來的驚嚇讓人一頭霧水。直到看到他發來的照片……
首先，非常感謝這位電力設施保護意識深入骨髓的朋友。至于這個“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，電線才真的會非常危險！
先說一個8級風吹毀一座橋梁的故事
這事，還得從一陣風說起……
永遠不要小看自然的力量。有一種風叫層流風，吹過某些物體后會形成一個規則的旋渦流型，旋渦在物體的兩側交替脫落，對物體產生一個垂直于風向交替作用的周期力。
不僅是風，這是一個在自然界廣泛存在的現象。比如在水流中插一根木樁，在特定條件下木樁下游的兩側，會產生兩道非對稱排列的漩渦。這兩排漩渦旋轉方向相反，相互交錯排列，就像街道兩邊的街燈一樣。
美國航天工程學家馮·卡門最早系統闡述了這種現象，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）
沒看懂？這不重要。你只需要知道，這東西名字很文藝，其實非常兇悍。它要是“發起瘋”來……
1940年，美國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個月后，大橋碰到了一場風速為19米每秒的風。風不算太大，換算一下也就是8級的水平。當時，大橋發生了劇烈的扭曲振動，振幅接近9米，最后整個都垮掉了。
▲當時正好有一支好萊塢電影隊在這里拍攝影片，記錄了塔科瑪大橋從開始振動到最后毀壞的全過程
人們在調查這一事故時，驚異地發現：從1818年到19世紀末，由風引起的橋梁振動已至少毀壞了11座懸索橋。當時，馮·卡門用“卡門渦街”分析了這一事故，但沒有獲得證實。
直到20年后，人們經過計算和實驗，認定塔科瑪橋風毀事故，是一定流速的流體（風）流經邊墻時，形成卡門渦街，產生了垂直于流動方向的力，迫使橋梁產生振動。
當振動發放頻率與橋梁結構的固有振動頻率相耦合時，就會發生共振，至于發生共振的后果，現在大家都知道了……
哇，好可怕！但你說了這么多，與電線有個錘子關系？別急！馬上進入正題~
1～5級的風就可能讓電線散架
看起來人畜無害的微風，其實也并不溫柔。
我們頭頂的電線很多時候是由多股金屬線絞合而成。這種電線韌性好、強度大，很早就被廣泛應用了。但它也存在一個問題……
20世紀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生了導線斷股和斷線；
美國南加州一條220千伏線路，導線采用鋼芯鋁絞線，地線采用鋼絞線，在運行中導線和地線都發生多處斷股，其中一處54股鋁線斷了28股。
經專家調查，這些線路的斷股、斷線都是由“小風”造成的。
電線這么不扎實，一陣微風就能給吹散了？朋友們一定已經猜到了。沒錯，就是與“卡門渦街”有關。
▲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，具有多個自振頻率。水平方向的層流風吹過輸電線后，背風側產生的卡門渦街就會對輸電線產生一個豎向交變力（又稱循環應力、重復應力，隨時間作周期性變化）。
當交變力的頻率與輸電線的自振頻率一致時，便會引起輸電線垂直方向的振動。是不是和塔科瑪橋風毀事故很像？
引起電線振動的風速通常在0.5米每秒至10米每秒范圍內，0.5米每秒的風只有1級，10米每秒的風也沒超過5級。因此，這種豎向的振動稱為“微風振動”。
自然界中的風每時每刻都存在，因此輸電線的微風振動也是長期存在的。日常生活中所聽到的風吹電線的聲音就是渦街脫落引起的。
輸電線長期振動所產生的累積效應會導致輸電線：
疲勞斷股
金具磨損
絕緣子受損
桿塔構件損壞
……
這些都會給線路安全運行帶來隱患。輸電線路一旦發生斷股、斷線就可能導致停電，換線也要花不少冤枉錢。這個難題，必須破解。
裝個小錘錘，電線瞬間不再怕微風
這時，我們的主角小錘錘就誕生了。
防振錘是美國一位叫斯托克布里奇的工程師，在1925年的時候發明的。最開始就長這個樣子——
▲斯托克布里奇發明的防振錘
學名就很寫實，防振錘嘛，當然是用來防振的。那怎么防呢？簡而言之就是“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。輸電線路發生微風振動時產生的力，會使防振錘隨之振動。
這時，防振錘的鋼絞線發生彎曲變形，通過其鋼絞線的股間磨擦，把振動輸電線的動能變為熱能消耗掉。其耗能的大小與線夾振動速度有關，速度越大，耗能越多。
防振錘的特性與錘頭質量（錘頭起到提供質量的作用，有竹筒型、音叉型、狗骨型等結構型式）、形狀以及鋼絞線剛度、長度等有關，需要通過試驗測定。
防振錘的作用非常明顯，目前已經被世界各國廣泛應用?，F在還有一種預絞式防振錘，不用螺栓線夾固定而是采用預絞絲纏繞的方法安裝在導線上。
▲雖然防振錘的形狀多種多樣，但原理都是一樣的
防振錘主要應用于35千伏及以上電壓等級的輸電線路。500千伏及以上電壓等級輸電線路導線采用分裂型式。分裂導線用的阻尼間隔棒，就對子導線的微風振動具有牽制作用。
因此，當500千伏及以上電壓等級的線路如果安裝了阻尼間隔棒且平均運行張力達到一定數值時，可以不用防振錘。而10千伏及以下電壓等級輸電線路，由于檔距較短，線路架設得比較低，受到微風振動的影響相對較小，理論上也可以不使用防振錘。
▲國家電網員工復位滑移的防振錘
目前，我國架空輸電線路的輸電線微風振動問題已經基本實現可控、能控、在控。
說到這里，頭條君相信你已經對電線上的那些小錘錘心生敬意了。
好一招借力打力，化風大法~
