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导线覆冰脱落的数值模拟和参数分析

振动与冲击 2012年第5期31卷 55-59页

作者：沈国辉袁光辉邢月龙楼文娟孙炳楠浙江大学土木工程学系杭州310058 成都基准方中建筑设计事务所成都610017 浙江省电力设计院杭州310007

导线覆冰脱落产生的纵向不平衡张力会严重威胁到输电线路的安全。在塔线体系模型基础上利用冰单元的生死模拟导线覆脱冰,通过与以往的模型试验比较验证该模拟方法的适用性,进行建模参数的敏感性分析以确定合适的计算模型,最后进行导线... 详细信息

导线覆冰脱落产生的纵向不平衡张力会严重威胁到输电线路的安全。在塔线体系模型基础上利用冰单元的生死模拟导线覆脱冰,通过与以往的模型试验比较验证该模拟方法的适用性,进行建模参数的敏感性分析以确定合适的计算模型,最后进行导线脱冰的参数分析。计算结果表明,脱冰前输电塔的基底剪力和基底弯矩为零,脱冰后两者大幅增加,且越靠近脱冰档数据越大。当档距越大、覆冰越多、脱冰位置越靠中间和脱冰比例越大时,脱冰响应越显著;当导线的初始张力越大时,脱冰响应越小。

关键词：输电线路有限元覆冰脱落数值模拟参数分析

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输电线路覆冰脱落参数影响研究

电力建设 2016年第4期37卷 76-83页

作者：李嘉祥李宏男付兴大连理工大学建设工程学部辽宁省大连市116024

覆冰脱落会造成导线断股、金具破坏和闪络等事故,是输电线路的常见灾害之一。为了研究覆冰脱落的振动机理,通过ANSYS有限元软件建立了输电线路模型,考虑覆冰刚度影响,使用生死单元技术模拟了2种典型的覆冰脱落形式,即单导线受冲击荷载... 详细信息

覆冰脱落会造成导线断股、金具破坏和闪络等事故,是输电线路的常见灾害之一。为了研究覆冰脱落的振动机理,通过ANSYS有限元软件建立了输电线路模型,考虑覆冰刚度影响,使用生死单元技术模拟了2种典型的覆冰脱落形式,即单导线受冲击荷载脱冰和分裂导线单子导线脱冰。通过数值模拟研究了线路参数和外部荷载对导线脱冰的影响,结果表明:(1)单导线受冲击荷载脱冰在跨度较大时应考虑风荷载的影响;(2)脱冰率和跳跃高度随冲击荷载的增大而增大;(3)分裂导线单子导线脱冰能够加速分裂导线的脱冰过程,并且应考虑风荷载的影响;(4)子导线的数目与分布对脱冰率有影响;(5)在跨中附近布置间隔棒有利于减小最大跳跃高度;(6)不考虑覆冰刚度的模拟结果偏于不安全。研究成果可以为输电线路的设计提供参考。

关键词：覆冰脱落覆冰刚度脱冰率跳跃高度

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风致转角塔线体系覆冰脱落的动力特性分析

风致转角塔线体系覆冰脱落的动力特性分析

作者：王娟娟吉林大学

学位级别：硕士

输电线路大多数建立在野外,往往会经过山区和平原,长期暴露在外界环境中,不可避免的遭受到自然环境的持续影响,其中包括温度变化的影响、强风作用、冻雨、导线覆冰和架空线自重等一种甚至多重环境荷载的作用。附着在塔线体系表面的冰层... 详细信息

输电线路大多数建立在野外,往往会经过山区和平原,长期暴露在外界环境中,不可避免的遭受到自然环境的持续影响,其中包括温度变化的影响、强风作用、冻雨、导线覆冰和架空线自重等一种甚至多重环境荷载的作用。附着在塔线体系表面的冰层受到风荷载、自然融化或者人工除冰等外力作用时会造成覆冰均匀或者不均匀的脱落,造成安全事故。转角塔可以改变输电线路的走向,因其在线路中所处的位置比较独特,相对于常规输电塔,转角塔结构形式复杂,塔体受力不对称。本文建立了塔线体系模型,进行了塔线体系在覆冰条件下的静动力分析,获得以下结论:(1)随着导(地)线表面覆冰厚度的不断增加,导、地线中点的位移和最大应力明显增加。随着导线覆冰厚度和线路转角的增加,输电塔塔脚的一侧对输电塔基础的作用力由压力变为上拔力,另一侧对基础的压力越来越大。(2)进行了单塔、不同厚度的覆冰输电线、不同线路转角和不同厚度覆冰塔线体系的模态分析,比较了不同参数组合下的振型和频率变化。通过比较发现,塔线体系的频率随着覆冰厚度和线路转角的增加而降低。(3)由于覆冰脱落的影响,导地线的最大应力随着覆冰厚度和风速的增加而增加。导线覆冰由于风振的影响发生脱落后导地线的横向和竖向振幅较大,没有覆冰时导地线振幅相比较小;随着覆冰厚度的增加,导地线最大振幅随之增加;塔顶位移随着风速和覆冰厚度的增大而增大。当风速为27m/s时,覆冰厚度为10mm、20mm、30mm情况下塔顶最大位移均已超过了塔顶位移允许值。在这几种工况下结构是不安全的。

关键词：转角塔塔线体系脉动风覆冰脱落动力响应

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输电线路覆冰脱落及断线分析

输电线路覆冰脱落及断线分析

作者：鲁元兵浙江大学

学位级别：硕士

本文采用我国某通用的干字塔形输电塔为原型,借助ANSYS软件建立5跨输电线路体系的有限元模型,对输电塔线体系的动力特性、覆冰静力计算、覆冰脱落及断线问题进行了全面的分析。在对输电导线找形时,采用了非线性有限元静力平衡的找形方... 详细信息

本文采用我国某通用的干字塔形输电塔为原型,借助ANSYS软件建立5跨输电线路体系的有限元模型,对输电塔线体系的动力特性、覆冰静力计算、覆冰脱落及断线问题进行了全面的分析。在对输电导线找形时,采用了非线性有限元静力平衡的找形方法。通过不同的找形工况证实,对于简单的悬索结构的找形,该方法简单、高效。分别讨论了单塔、输电导线、输电塔线体系的动力特性,在分析输电塔的振型时通过添加附属杆件从而避免了局部模态过早地出现。分析了在覆冰厚度、档距、邻档导线间的跨距差以及导线两端悬挂点高差等4个因素的影响下输电塔线体系的静力受力特征。采用输电塔、线分别建模和塔线联合建模两个模型,分别对同一个覆冰脱落工况进行动力分析以讨论塔线间的耦合作用,研究表明,对于本研究采用的模型,在动力分析中,输电塔对输电导线的影响可以忽略不计,但是输电导线对输电塔却有明显的影响。采用塔线联耦体系,对不同的脱冰工况进行动力分析,分析表明,脱冰时塔线的动力效应不可忽视。最后,进行断线分析,研究了邻近断线档的输电塔位移和内力变化情况。

关键词：输电塔线体系动力特性找形静力计算覆冰脱落断线

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输电线路覆冰脱落模拟试验研究

输电线路覆冰脱落模拟试验研究

作者：吴育炎大连理工大学

学位级别：硕士

输电线路上的覆冰脱落容易引发导线之间的碰撞闪络、线夹和连接金具的损坏,不均匀脱冰所产生的不平衡张力也容易导致倒塔断线事故的发生,严重威胁电力系统的安全运行和人民的日常生活。目前人们对输电线路的脱冰灾害机理的认识存在不足... 详细信息

输电线路上的覆冰脱落容易引发导线之间的碰撞闪络、线夹和连接金具的损坏,不均匀脱冰所产生的不平衡张力也容易导致倒塔断线事故的发生,严重威胁电力系统的安全运行和人民的日常生活。目前人们对输电线路的脱冰灾害机理的认识存在不足,由于脱冰所引发的输电线路灾害事故仍时有发生。为了有效的防治输电线路的脱冰灾害,研究导线脱冰后的动态响应很有必要。本文首先根据实验室大小设计了跨度为50m的单档、两档和三档输电线路模型,使用电磁铁悬挂质量块模拟导线上的覆冰,利用断电延时时间继电器实现不同的脱冰顺序和速度,分析了不同工况下导线上的覆冰脱落后导线跨中处的跳跃位移和端部的动态张力,并利用有限元软件ANSYS对单档导线的脱冰动力响应进行了数值模拟研究,模拟结果和试验结果的吻合度较高。本文主要的研究内容和结论如下:(1)单档导线覆冰脱落时,跨中导线的最大跳跃高度会随着覆冰厚度的增加而增加,脱冰过程中端部的最大张力与导线覆冰稳定时的张力相差无几,脱冰对端部张力没有放大作用。(2)整体而言,跨中导线的最大跳跃高度会随着脱冰率的增加而增大。同样脱冰率下,脱冰的位置越靠近导线的中间部分,跨中导线的最大跳跃高度越大;只有在较低的脱冰率情况下,脱冰过程中导线两端的最大动张力会出现略大于覆冰满载时的最大静态张力的情况,实验测得数据最大的仅大于1.27%,不同脱冰率和脱冰位置对导线端部的张力影响不足以对输电线路产生力学损坏。(3)整体上来说,单档导线上的覆冰从导线中间往两边脱落引起的跨中导线最大跳跃高度最大,从两边到中间则最小。当覆冰从导线两端向中间高速脱落时,跨中导线的最大跳跃高度最小。(4)对于多档导线,导线上的所有覆冰在同一时刻全部脱落所引起的导线的振动响应最小,也是最安全的脱冰方式;多档导线上的某一档导线上的覆冰同时全部脱落而剩余档的覆冰未脱落,脱冰档导线的跳跃高度最大,也是最容易产生导线之间碰撞闪络的情况。(5)两档和三档导线在不同的脱冰顺序下的动态响应差异较大,从中间往两边和从两边往中间脱冰对两档导线而言属于较为安全的脱冰方式,而对于三档导线则是较为危险的脱冰方式。

关键词：输电线路覆冰脱落覆冰厚度脱冰率脱冰位置脱冰顺序跳跃高度张力

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塔线体系覆冰脱落对输电塔的动力响应研究

硅谷 2014年第9期 137-138页

作者：夏谦孙欣苗胡星中南电力设计院

输电线路的断线、覆冰和脱冰都会引起纵向不平衡张力,给输电线路安全运行带来重大威胁。本文采用ABAQUS有限元数值模拟方法 ,研究导地线覆冰脱落输电塔的动力响应及不平衡张力的动力系数,以期为输电塔的安全设计提供参考。

关键词：输电线路覆冰脱落动力响应

1000 kV复合横担输电塔线体系覆冰脱落动力响应分析

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1000 kV复合横担输电塔线体系覆冰脱落动力响应分析

2020年工业建筑学术交流会

作者：万小东霍锋张骁赵超孙清中国电力科学研究院有限公司电网环境保护国家重点实验室西安交通大学

以1 000 kV双回路输电线路工程为背景,针对典型复合横担输电塔,采用ANSYS有限元软件建立了四塔五线的塔线耦合体系计算模型,考虑脱冰档数、脱冰时间、阻尼比的影响设计了多个典型工况,在10 mm的覆冰厚度下进行塔线体系覆冰脱落的动力时... 详细信息

以1 000 kV双回路输电线路工程为背景,针对典型复合横担输电塔,采用ANSYS有限元软件建立了四塔五线的塔线耦合体系计算模型,考虑脱冰档数、脱冰时间、阻尼比的影响设计了多个典型工况,在10 mm的覆冰厚度下进行塔线体系覆冰脱落的动力时程分析。研究结果表明,连续多档导线脱冰显著增长了塔线体系的动力响应,阻尼比的增大加速衰减了动力响应的振幅但不影响其振荡频率,而脱冰时长的影响较为微弱。

关键词：特高压输电塔复合横担覆冰脱落塔线体系动力响应

来源： cnki会议评论

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考虑脱冰速度效应的输电线路脱冰模拟

重庆大学学报（自然科学版） 2010年第9期33卷 132-138页

作者：沈国辉袁光辉孙炳楠何运祥楼文娟浙江大学土木工程学系浙江杭州310058 成都基准方中建筑设计事务所四川成都610017 广东省电力设计研究院广东广州510600

输电线路的脱冰将对相邻塔产生纵向不平衡张力,严重威胁到输电线路的安全。提出输电线覆冰脱落的有限元模拟方法,与以往的模型试验结果进行比较以验证该方法的准确性,分析导线和地线整档同时脱冰产生的系统响应,最后针对导线的unzippin... 详细信息

输电线路的脱冰将对相邻塔产生纵向不平衡张力,严重威胁到输电线路的安全。提出输电线覆冰脱落的有限元模拟方法,与以往的模型试验结果进行比较以验证该方法的准确性,分析导线和地线整档同时脱冰产生的系统响应,最后针对导线的unzipping形式脱冰分析脱冰速度对响应的影响。本文的算例发现,地线整档同时脱冰将产生比导线整档脱冰更大的纵向不平衡张力。在unzipping形式脱冰分析中,脱冰速度越慢,系统响应越接近于静态卸载;脱冰速度越快,系统响应越接近于整档同时脱冰。

关键词：输电线路有限元覆冰脱落动力响应

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山坡地形输电线路的覆冰脱冰研究

电网技术 2013年第7期37卷 1959-1964页

作者：叶子菀郭勇尚奎电力规划设计总院北京市西城区100120 浙江省电力设计院浙江省杭州市310007

采用有限元方法研究山坡地形输电线路的覆冰脱冰问题,分析不同覆冰厚度和山坡倾角下输电塔的受力情况与杆塔设计工程量的变化,研究中间档导线脱冰后输电线路的运动情况、绝缘子的轴力和输电塔的基底弯矩响应等。计算结果表明:线路覆冰后... 详细信息

采用有限元方法研究山坡地形输电线路的覆冰脱冰问题,分析不同覆冰厚度和山坡倾角下输电塔的受力情况与杆塔设计工程量的变化,研究中间档导线脱冰后输电线路的运动情况、绝缘子的轴力和输电塔的基底弯矩响应等。计算结果表明:线路覆冰后,基底弯矩随着山坡倾角和覆冰厚度的增大而增加;导线脱冰后,输电塔的底部弯矩随着山坡倾角的增大而大幅增加。同时分析了山地倾角、覆冰厚度、导线脱冰对杆塔技术经济性的影响,塔重、造价随山坡倾角增大而表现出线性增长趋势,覆冰厚度和脱冰不同造成的增长并非呈简单的线性关系。研究结果为山地情况下输电线路的覆冰脱落荷载取值以及技术经济分析提供参考。

关键词：输电线路山坡地形有限元建模覆冰脱落数值模拟经济性分析