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施保護意識深入骨髓的朋友。至于這個(gè)“奇怪”的東西嘛，很多電線(xiàn)上都有，喜歡仰望天空的朋友可能看到過(guò)。但它是干什么用的，你知道嗎？

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

先說(shuō)一個(gè)8級風(fēng)吹毀一座橋梁的故事

這事，還得從一陣風(fēng)說(shuō)起……

永遠不要小看自然的力量。有一種風(fēng)叫層流風(fēng)，吹過(guò)某些物體后會(huì )形成一個(gè)規則的旋渦流型，旋渦在物體的兩側交替脫落，對物體產(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(huì )產(chǎn)生兩道非對稱(chēng)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(xué)家馮·卡門(mén)最早系統闡述了這種現象，所以被稱(chēng)為“卡門(mén)渦街”。

▲卡門(mén)渦街大概就是這樣子的（科普中國）

沒(méi)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級的水平。當時(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。

▲當時(shí)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(kāi)始振動(dòng)到最后毀壞的全過(guò)程

人們在調查這一事故時(shí)，驚異地發(fā)現：從1818年到19世紀末，由風(fēng)引起的橋梁振動(dòng)已至少毀壞了11座懸索橋。當時(shí)，馮·卡門(mén)用“卡門(mén)渦街”分析了這一事故，但沒(méi)有獲得證實(shí)。

直到20年后，人們經(jīng)過(guò)計算和實(shí)驗，認定塔科瑪橋風(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(mén)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)。

當振動(dòng)發(fā)放頻率與橋梁結構的固有振動(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，現在大家都知道了……

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

1～5級的風(fēng)就可能讓電線(xiàn)散架

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

我們頭頂的電線(xiàn)很多時(shí)候是由多股金屬線(xiàn)絞合而成。這種電線(xiàn)韌性好、強度大，很早就被廣泛應用了。但它也存在一個(gè)問(wèn)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(xiàn)輸電線(xiàn)路，在跨越尼亞加拉河段發(fā)生了導線(xiàn)斷股和斷線(xiàn)；

美國南加州一條220千伏線(xiàn)路，導線(xiàn)采用鋼芯鋁絞線(xiàn)，地線(xiàn)采用鋼絞線(xiàn)，在運行中導線(xiàn)和地線(xiàn)都發(fā)生多處斷股，其中一處54股鋁線(xiàn)斷了28股。

經(jīng)專(zhuān)家調查，這些線(xiàn)路的斷股、斷線(xiàn)都是由“小風(fēng)”造成的。

電線(xiàn)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(méi)錯，就是與“卡門(mén)渦街”有關(guān)。

▲斷股是什么？喏，就像這樣

架空輸電線(xiàn)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(guò)輸電線(xiàn)后，背風(fēng)側產(chǎn)生的卡門(mén)渦街就會(huì )對輸電線(xiàn)產(chǎn)生一個(gè)豎向交變力（又稱(chēng)循環(huán)應力、重復應力，隨時(shí)間作周期性變化）。

當交變力的頻率與輸電線(xiàn)的自振頻率一致時(shí)，便會(huì )引起輸電線(xiàn)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(xiàn)振動(dòng)的風(fēng)速通常在0.5米每秒至10米每秒范圍內，0.5米每秒的風(fēng)只有1級，10米每秒的風(fēng)也沒(méi)超過(guò)5級。因此，這種豎向的振動(dòng)稱(chēng)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(xiàn)的微風(fēng)振動(dòng)也是長(cháng)期存在的。日常生活中所聽(tīng)到的風(fēng)吹電線(xiàn)的聲音就是渦街脫落引起的。

輸電線(xiàn)長(cháng)期振動(dòng)所產(chǎn)生的累積效應會(huì )導致輸電線(xiàn)：

疲勞斷股

金具磨損

絕緣子受損

桿塔構件損壞

……

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

裝個(gè)小錘錘，電線(xiàn)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(kāi)始就長(cháng)這個(gè)樣子——

▲斯托克布里奇發(fā)明的防振錘

學(xué)名就很寫(xiě)實(shí)，防振錘嘛，當然是用來(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(xiàn)夾、鋼絞線(xiàn)和錘頭三部分組成，通過(guò)線(xiàn)夾固定在電線(xiàn)上。輸電線(xiàn)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(xiàn)發(fā)生彎曲變形，通過(guò)其鋼絞線(xiàn)的股間磨擦，把振動(dòng)輸電線(xiàn)的動(dòng)能變?yōu)闊崮芟牡?。其耗能的大小與線(xiàn)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、狗骨型等結構型式）、形狀以及鋼絞線(xiàn)剛度、長(cháng)度等有關(guān)，需要通過(guò)試驗測定。

防振錘的作用非常明顯，目前已經(jīng)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(xiàn)夾固定而是采用預絞絲纏繞的方法安裝在導線(xiàn)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(xiàn)路。500千伏及以上電壓等級輸電線(xiàn)路導線(xiàn)采用分裂型式。分裂導線(xiàn)用的阻尼間隔棒，就對子導線(xiàn)的微風(fēng)振動(dòng)具有牽制作用。

因此，當500千伏及以上電壓等級的線(xiàn)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(shí)，可以不用防振錘。而10千伏及以下電壓等級輸電線(xiàn)路，由于檔距較短，線(xiàn)路架設得比較低，受到微風(fēng)振動(dòng)的影響相對較小，理論上也可以不使用防振錘。

▲國家電網(wǎng)員工復位滑移的防振錘

目前，我國架空輸電線(xiàn)路的輸電線(xiàn)微風(fēng)振動(dòng)問(wèn)題已經(jīng)基本實(shí)現可控、能控、在控。

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

好一招借力打力，化風(fēng)大法~