特高壓新月形覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、2009年，我國(guó)首個(gè)特高壓輸電工程1000KV晉東南-南陽(yáng)-荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程正式投入商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓輸電新時(shí)代。這就要跨越中國(guó)眾多地區(qū)，這些地區(qū)的地理、氣候差異很大，在特殊地區(qū)的氣候條件下，輸電導(dǎo)線在自然風(fēng)的作用下結(jié)冰，使得輸電導(dǎo)線形狀改變形成非圓截面，從而容易誘發(fā)低頻率、大振幅的舞動(dòng)，對(duì)輸電線、輸電塔等重要結(jié)構(gòu)物造成嚴(yán)重的損害和不可彌補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)損失。
　　為避免這樣的問題發(fā)生，本文

2、采用風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值分析相結(jié)合的方法，針對(duì)兩種單導(dǎo)線和特高壓多分裂導(dǎo)線進(jìn)行了研究，主要工作內(nèi)容如下：
　　以風(fēng)洞試驗(yàn)為依托，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件 FLUENT，針對(duì)真實(shí)覆冰導(dǎo)線建立覆冰導(dǎo)線模型，考慮到工況較多以及覆冰輸電導(dǎo)線的特殊性，采用二維建模，計(jì)算出兩種單導(dǎo)線的三分力系數(shù)，分析了輸電導(dǎo)線的直徑對(duì)覆冰輸電導(dǎo)線三分力系數(shù)的影響。并根據(jù)鄧哈托舞動(dòng)機(jī)理和尼格爾舞動(dòng)機(jī)理分析了兩種單導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)的攻角區(qū)域。計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，真實(shí)覆冰細(xì)導(dǎo)線和粗導(dǎo)

3、線模型的阻力系數(shù)和升力系數(shù)曲線區(qū)別較大，扭矩系數(shù)曲線相差較小。根據(jù)鄧哈托準(zhǔn)則，真實(shí)覆冰細(xì)導(dǎo)線和粗導(dǎo)線模型的易舞動(dòng)區(qū)在α=170°~180°處。根據(jù)尼格爾準(zhǔn)則，真實(shí)覆冰細(xì)導(dǎo)線和粗導(dǎo)線模型的易舞動(dòng)區(qū)在α=10°~50°處和α=150°~170°處。真實(shí)覆冰粗導(dǎo)線模型相對(duì)于真實(shí)覆冰細(xì)導(dǎo)線模型的氣動(dòng)力負(fù)阻尼區(qū)范圍更大，負(fù)峰值更大。
　　根據(jù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算出八分裂新月形覆冰導(dǎo)線的阻力系數(shù)和升力系數(shù)，數(shù)值計(jì)算結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果差異較小，驗(yàn)證了模

4、型的準(zhǔn)確性。計(jì)算出無覆冰和覆冰導(dǎo)線的阻力系數(shù)和升力系數(shù)曲線相差較大，根據(jù)鄧哈托舞動(dòng)機(jī)理，得出了無覆冰導(dǎo)線不可能發(fā)生馳振現(xiàn)象；計(jì)算出兩種直徑下（30mm和40mm）各覆冰子導(dǎo)線的阻力系數(shù)和升力系數(shù)，二者波動(dòng)規(guī)律整體一致，在攻角α=50°~130°處30mm直徑的覆冰子導(dǎo)線阻力系數(shù)較大；計(jì)算出不同風(fēng)速下，各覆冰子導(dǎo)線的阻力系數(shù)曲線變化并不明顯，風(fēng)速越小，阻力系數(shù)曲線的峰值越大，風(fēng)速對(duì)升力系數(shù)曲線局部產(chǎn)生略微的差異，整體上影響并不明顯。故風(fēng)速