高壓輸電線路模態(tài)及頻率研究.pdf

1、高壓輸電線系統(tǒng)是電力設施的重要組成部分，出現(xiàn)故障就會嚴重影響到我們的日常生活和工作。作為一種特殊的大跨度柔性結構，輸電線在覆冰及風荷載等作用下容易發(fā)生舞動作用，嚴重危害著電力系統(tǒng)的安全運行。輸電線舞動屬于非線性自激振動，舞動頻率與系統(tǒng)的某階固有頻率相同，因此連續(xù)檔輸電線模態(tài)及固有頻率的變化規(guī)律是研究輸電線舞動的理論基礎，具有重要的工程實用價值。
　　本研究將無高差連續(xù)檔輸電線視為由絕緣子串與單檔導線組成的多個子結構所組成的整體，在

2、單個子結構上建立諧波激勵下連續(xù)檔輸電線的運動方程，并通過各個子結構之間的力和位移邊界條件求解方程，得到了一種考慮相鄰檔導線及絕緣子串影響的連續(xù)檔輸電線的動剛度計算方法，并通過動剛度取值獲得導線的自振頻率。連續(xù)輸電線由多檔導線組成，由于懸垂絕緣子串可沿弦向擺動，所以不同檔導線之間存在相互影響，應視為整體考慮。研究一個子結構的模態(tài)及頻率分布規(guī)律可以反映線路的舞動模式。本文基于模態(tài)綜合法將無高差連續(xù)檔導線簡化為多個單檔導線，提出了基于動剛度法

3、的兩檔及三檔導線并推廣至任意檔面內(nèi)固有頻率及相應模態(tài)計算方法。通過各類工況數(shù)值算例表明采用該方法獲得的無高差連續(xù)檔導線模態(tài)及對應頻率與有限元結果一致，同時通過對稱模態(tài)頻率的超越方程還可得到連續(xù)檔導線不同模態(tài)發(fā)生面內(nèi)共振時的對應頻率。本文提出的方法可推廣到無高差任意檔導線頻率及模態(tài)的計算，獲得的頻率與模態(tài)可應用于連續(xù)檔覆冰輸電線氣動穩(wěn)定性及舞動狀態(tài)動力響應的理論分析。任意高差下的連續(xù)檔輸電線由于存在重力的弦向分量的影響，使得導線內(nèi)的張力出