大跨越架空輸電線微風(fēng)振動(dòng)模型研究.pdf

1、隨著輸電線路跨徑的飛速增長(zhǎng)，輸電導(dǎo)線的長(zhǎng)度也大大增加，導(dǎo)線具有柔度大、阻尼小等特點(diǎn)，在0.5m/s-10.0m/s左右的橫風(fēng)作用下，輸電導(dǎo)線極易發(fā)生高頻低幅的振動(dòng)，這種現(xiàn)象稱之為微風(fēng)振動(dòng)。由微風(fēng)振動(dòng)的特點(diǎn)可知，微風(fēng)振動(dòng)發(fā)生的條件極易滿足，從而引起輸電導(dǎo)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(fēng)振動(dòng)特性研究的成果可以有效指導(dǎo)輸電線路的設(shè)計(jì)和防振措施的評(píng)估，從而提高了輸電線路的安全性和穩(wěn)定性，更好的服務(wù)于工

2、業(yè)發(fā)展和社會(huì)繁榮，具有實(shí)際意義和經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文針對(duì)大跨越輸電導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)模型進(jìn)行了深入的研究，首先，結(jié)合彈性力學(xué)和流體力學(xué)的相關(guān)知識(shí)推導(dǎo)輸電線渦激力的理想表達(dá)式、建立輸電線的力學(xué)模型，然后推導(dǎo)出考慮對(duì)稱性時(shí)微風(fēng)振動(dòng)振型函數(shù)的表達(dá)式，基于伽遼金模態(tài)截?cái)嗬碚?，建立了不同振型函?shù)時(shí)輸電線微風(fēng)振動(dòng)方程，并基于多尺度法得到幅頻方程，編制程序進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，研究了反對(duì)稱和正對(duì)稱振型選擇對(duì)振動(dòng)特性的影響規(guī)律，通過(guò)MATLAB數(shù)值模擬分析了各

3、因素對(duì)大跨越導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)強(qiáng)度的影響。最后通過(guò)運(yùn)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(jì)算值驗(yàn)證找形的精確性，然后對(duì)輸電線進(jìn)行動(dòng)力仿真。文章通過(guò)對(duì)大跨越輸電導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)模型的研究可得：
　　1）scanlan渦激力模型下輸電線微風(fēng)振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)振幅相對(duì)于理想激勵(lì)下輸電線的穩(wěn)態(tài)振幅較大，因?yàn)槔硐爰?lì)力沒(méi)有考慮導(dǎo)線尾流中會(huì)產(chǎn)生規(guī)律性的卡門旋渦脫落對(duì)導(dǎo)線的反作用；
　　2）當(dāng)考慮振型對(duì)稱性時(shí)，大跨

4、越輸電導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)的振幅相對(duì)不考慮振型對(duì)稱性時(shí)大得多，造成的誤差不容忽視，因此考慮微風(fēng)振動(dòng)振型對(duì)稱性時(shí)，使輸電線系統(tǒng)更加安全可靠，所以在進(jìn)行大跨越輸電線微風(fēng)振動(dòng)分析時(shí)要考慮到振型的對(duì)稱性；
　　3）大跨越輸電導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)的振幅隨著運(yùn)行張力的增加逐漸減小，所以輸電線的運(yùn)行張力對(duì)微風(fēng)振動(dòng)有著抑制作用，可以通過(guò)增加運(yùn)行張力來(lái)控制微風(fēng)振動(dòng)的影響；在風(fēng)速0.5m/s~10m/s時(shí)微風(fēng)振動(dòng)的振幅先快速增加到最大振幅后再逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定，其主要