覆冰導線斷裂對輸電塔受力與變形的影響研究.pdf

1、在冬季，由于低溫雨雪天氣，輸電導線會產生非圓截面的覆冰，尤其在導線斷裂工況下，加之風載荷作用，將對整個輸電塔線體系的安全運行有很大影響，因此，研究在導線斷裂下，輸電導線舞動對輸電塔受力與變形有重大意義。
　　本文利用有限元程序軟件ANSYS建立了大跨越直立塔-耐張塔-直立塔有限元模型，并用彈簧單元模擬了鄰跨導線和絕緣子的剛度影響，使模型更切合工程實際;對輸電塔線體系進行“導線找形”分析，得到了重力條件下導線的弧垂;對導線模型施加氣

2、動力載荷，驗證程序的正確性。
　　為了研究覆冰導線斷裂下輸電塔的受力與變形，考慮了風速大小及導線覆冰厚度這兩大因素的影響。在低風速導線薄覆冰工況下，隨著導線斷裂數(shù)目的增加，斷線相導線的舞動隨之減小，至于不斷線相的舞動幅值規(guī)律，表現(xiàn)為同一相導線在所有工況下的舞動幅值相差不大，而不同相導線在同一種工況下的舞動幅值差別很大;輸電塔主材上最大應力隨導線斷裂數(shù)目的增加而增大且均出現(xiàn)在輸電塔同一位置處，與之對應的導線舞動形態(tài)卻各不相同，由于輸

3、電塔最大應力均未超過材料的屈服極限，輸電塔在此工況下處于安全狀態(tài)。
　　研究了在低風速導線厚覆冰，輸電塔上、中、下三位置處導線斷裂下，輸電塔的受力與變形。當導線在斷裂1～2根時，輸電塔的受力與變形及導線舞動規(guī)律與低風速導線薄覆冰工況下相似，但當斷裂3根子導線時，輸電塔將出現(xiàn)不同的破壞形式，當輸電塔上相位置斷裂3根子導線時，由于輸電塔兩跨產生大的不平衡張力，對輸電塔上相部分產生大的扭矩，導致輸電塔因扭轉過大而發(fā)生斜材及輔材發(fā)生破壞;

4、當輸電塔中相位置斷裂3根子導線時，由于輸電塔的受力不均勻，輸電塔主材承受較大的應力超過材料的屈服極限，從而發(fā)生屈曲失效，進而由于內力重分配可能導致輸電塔發(fā)生部分倒塌;當輸電塔下相位置處斷裂3根子導線時，由于輸電塔的偏心作用，使得輸電塔底部材料因承受過大的載荷而發(fā)生大變形，此工況下對輸電塔的危害是最大的。
　　研究了在高風速導線薄覆冰條件下，導線斷裂對輸電塔受力與變形的影響。研究發(fā)現(xiàn)，輸電塔上相位置處斷1根子導線時，由于風速增大，氣