大跨越架空輸電線微風振動模型研究.pdf

1、隨著輸電線路跨徑的飛速增長，輸電導線的長度也大大增加，導線具有柔度大、阻尼小等特點，在0.5m/s-10.0m/s左右的橫風作用下，輸電導線極易發(fā)生高頻低幅的振動，這種現(xiàn)象稱之為微風振動。由微風振動的特點可知，微風振動發(fā)生的條件極易滿足，從而引起輸電導線的疲勞斷股和磨損破壞，影響輸電線路的安全、使用性能與壽命。大跨越輸電線微風振動特性研究的成果可以有效指導輸電線路的設(shè)計和防振措施的評估，從而提高了輸電線路的安全性和穩(wěn)定性，更好的服務于工

2、業(yè)發(fā)展和社會繁榮，具有實際意義和經(jīng)濟效益。
　　本文針對大跨越輸電導線微風振動模型進行了深入的研究，首先，結(jié)合彈性力學和流體力學的相關(guān)知識推導輸電線渦激力的理想表達式、建立輸電線的力學模型，然后推導出考慮對稱性時微風振動振型函數(shù)的表達式，基于伽遼金模態(tài)截斷理論，建立了不同振型函數(shù)時輸電線微風振動方程，并基于多尺度法得到幅頻方程，編制程序進行數(shù)值計算，研究了反對稱和正對稱振型選擇對振動特性的影響規(guī)律，通過MATLAB數(shù)值模擬分析了各

3、因素對大跨越導線微風振動強度的影響。最后通過運用有限元分析軟件ANSYS利用索單元模擬輸電線，確定輸電線的初始位形，并用理論計算值驗證找形的精確性，然后對輸電線進行動力仿真。文章通過對大跨越輸電導線微風振動模型的研究可得：
　　1）scanlan渦激力模型下輸電線微風振動的穩(wěn)態(tài)振幅相對于理想激勵下輸電線的穩(wěn)態(tài)振幅較大，因為理想激勵力沒有考慮導線尾流中會產(chǎn)生規(guī)律性的卡門旋渦脫落對導線的反作用；
　　2）當考慮振型對稱性時，大跨

4、越輸電導線微風振動的振幅相對不考慮振型對稱性時大得多，造成的誤差不容忽視，因此考慮微風振動振型對稱性時，使輸電線系統(tǒng)更加安全可靠，所以在進行大跨越輸電線微風振動分析時要考慮到振型的對稱性；
　　3）大跨越輸電導線微風振動的振幅隨著運行張力的增加逐漸減小，所以輸電線的運行張力對微風振動有著抑制作用，可以通過增加運行張力來控制微風振動的影響；在風速0.5m/s~10m/s時微風振動的振幅先快速增加到最大振幅后再逐漸減小達到穩(wěn)定，其主要