特高壓輸電線的覆冰舞動(dòng)及脫冰跳躍研究.pdf

1、架空輸電線的覆冰災(zāi)害是一個(gè)國(guó)際上普遍關(guān)心的問(wèn)題。隨著特高壓線路的建設(shè)，大跨度輸電線路不斷增加，電線覆冰后的舞動(dòng)和脫冰跳躍易釀成很大危害，輕則相間閃絡(luò)、損壞地線和導(dǎo)線、金具及部件，重則線路跳閘停電、斷線倒塔等，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為了保證特高壓電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，對(duì)輸電線的防雪災(zāi)、冰災(zāi)提出了更高的要求，因此有必要對(duì)輸電線覆冰作用下的特性進(jìn)行深入的研究。 本文對(duì)大跨越輸電線路的覆冰作用進(jìn)行了多方面的研究，主要包括導(dǎo)線非線性有限元模

2、型的建立、初始構(gòu)形的確定、覆冰導(dǎo)線的空氣動(dòng)力特性CFD 仿真計(jì)算、導(dǎo)線的舞動(dòng)分析、脫冰跳躍計(jì)算等幾部分，旨在建立一套輸電線在覆冰作用下的舞動(dòng)及脫冰跳躍的計(jì)算方法。本文各個(gè)章節(jié)都圍繞此問(wèn)題展開(kāi)。 首先推導(dǎo)了進(jìn)行輸電線非線性有限元分析的兩節(jié)點(diǎn)桿單元的參數(shù)矩陣，給出了用單根導(dǎo)線來(lái)等效分裂導(dǎo)線的計(jì)算公式，介紹了龍格—庫(kù)塔法進(jìn)行輸電線動(dòng)力分析的方法，并用FORTRAN 編寫(xiě)了相應(yīng)的計(jì)算模塊。 從單檔輸電線初始構(gòu)形的解析方法出發(fā)，設(shè)

3、計(jì)了考慮絕緣子滑輪調(diào)整作用的多跨連續(xù)檔輸電線初始構(gòu)形的迭代求解流程，利用FORTRAN 編寫(xiě)了連續(xù)檔輸電線線初始構(gòu)形的迭代子程序。該方法難以適用于復(fù)雜的荷載、邊界條件下的輸電線找形要求，本文提出了在迭代求解自重作用下初始構(gòu)形的基礎(chǔ)上，建立連續(xù)檔架空輸電線的有限元模型，進(jìn)行非線性有限元求解找形的混合找形法，該方法綜合了迭代法和有限元法的優(yōu)點(diǎn)，找形效率高、收斂速度快，可滿足各種懸掛形式、檔距布置和邊界條件的輸電線找形要求。 利用CF

4、X數(shù)值風(fēng)洞技術(shù)對(duì)覆冰導(dǎo)線進(jìn)行CFD數(shù)值模擬，計(jì)算了覆冰導(dǎo)線在各風(fēng)攻角下的三分力系數(shù)。通過(guò)已建立的連續(xù)多檔導(dǎo)線的空間有限元模型，采用龍格－庫(kù)塔法編程實(shí)現(xiàn)了輸電線舞動(dòng)的數(shù)值求解，并用FORTRAN 編寫(xiě)了相應(yīng)的舞動(dòng)分析模塊。以漢江大跨越覆冰導(dǎo)線為例，進(jìn)行了導(dǎo)線舞動(dòng)的仿真計(jì)算，計(jì)算結(jié)果深化了對(duì)舞動(dòng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步研究輸電線的防舞方法奠定了基礎(chǔ)。 對(duì)覆冰導(dǎo)線脫冰的起因和作用機(jī)理進(jìn)行了分析，利用FORTRAN 自編了覆冰導(dǎo)線脫冰動(dòng)力響