卡門渦街作用對鋼管避雷針機械強度的影響

孫 濤，李 玥，溫定筠，張廣東，朱生鴻

（1.國網甘肅電力科學研究院，蘭州 730050；2．國網甘肅電力公司檢修公司，蘭州730050）

卡門渦街作用對鋼管避雷針機械強度的影響

孫 濤1，李 玥2，溫定筠1，張廣東1，朱生鴻1

（1.國網甘肅電力科學研究院，蘭州 730050；2．國網甘肅電力公司檢修公司，蘭州730050）

通過兩起架構鋼管避雷針的斷裂跌落事故提出了目前避雷針設計時忽略的一個因素，這個因素就是流體對避雷針作用的卡門渦街現象。接著介紹了卡門渦街的概念和卡門渦街作用形成渦激共振的條件，并通過一個故障避雷針進行渦激共振疲勞壽命計算，最后對750 kV和330 kV鋼管架構避雷針的一階共振臨界風速和二階共振臨界風速進行了估算，并且，給出了避免發生渦激產生的改進措施：通過對避雷針氣動控制措施的改善來避免渦激共振的產生。

避雷針；卡門渦街；疲勞壽命；渦激共振

0 引言

避雷針作為電力系統和工農業生產的一種重要直擊雷防護設備，其結構也各不相同。在電力系統的超、特高壓變電站中，為防止雷電過電壓損壞變電設備及其附屬設施，一種普遍的方法是利用避雷針和避雷線防止直擊雷過電壓[1]。隨著變電站電壓等級提高及設備中型布置形式的使用，變電設備引線鋼架構結也大量采用，這種情況下的避雷針為節省材料，通常設置在鋼架構上，這種做法不僅節省了鋼材料而且有利于利用已有架構高度降低避雷針本身的高度，提高避雷針穩定性。

隨著我國電力工業的發展，避雷針的設計結構也隨著使用經驗的積累，不斷發展，從最初的四角鋼格構式到三角鋼格構式又到現在的鋼管式?！?br>