湍流下覆冰輸電線舞動(dòng)分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展電力能源得到廣泛的應(yīng)用，高壓、特高壓輸電線路的建設(shè)越來越普遍。冬季導(dǎo)線覆冰后，在風(fēng)荷載作用下會(huì)發(fā)生低頻、大振幅的自激振動(dòng)，即舞動(dòng)。由于導(dǎo)線舞動(dòng)的振幅較大，故會(huì)造成線路出現(xiàn)多種破壞。為此人們進(jìn)行了大量的試驗(yàn)及理論研究。目前常用均勻流下風(fēng)荷載對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行分析，單導(dǎo)線數(shù)值分析模型多為索單元模型，分裂導(dǎo)線多為等效單導(dǎo)線模型等。本文中采用數(shù)值模擬方法計(jì)算湍流風(fēng)場(chǎng)下，單導(dǎo)線索單元模型與考慮抗彎剛度的梁?jiǎn)卧Ｐ偷倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律，采用有限元方法精

2、確分析分裂導(dǎo)線在實(shí)際風(fēng)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。主要研究?jī)?nèi)容有：
　?、偻牧黠L(fēng)場(chǎng)的數(shù)值模擬。采用達(dá)文波特風(fēng)速譜為基礎(chǔ)，考慮了風(fēng)速的空間相關(guān)性，采用諧波合成法，根據(jù)導(dǎo)線有限單元節(jié)點(diǎn)數(shù)目，合成了相應(yīng)節(jié)點(diǎn)位置處的風(fēng)速時(shí)程。模擬得到的風(fēng)速時(shí)程功率譜與預(yù)期值吻合性很好。
　?、趯?duì)比了均勻流風(fēng)場(chǎng)與湍流風(fēng)場(chǎng)對(duì)單導(dǎo)線模型舞動(dòng)的影響。建立了單導(dǎo)線曲梁模型及索單元模型，分析不同覆冰厚度時(shí)，單導(dǎo)線在均勻風(fēng)與脈動(dòng)風(fēng)時(shí)程中的舞動(dòng)幅值的變化規(guī)律。結(jié)合風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)定的1

3、4mm冰厚下單導(dǎo)線的氣動(dòng)力參數(shù)值，采用泰勒公式進(jìn)行輸電線三分力系數(shù)擬合，代入單導(dǎo)線風(fēng)荷載的計(jì)算中，分析了考慮氣動(dòng)力參數(shù)的影響時(shí)湍流下導(dǎo)線兩種模型在三個(gè)位移方向的位移幅值與均勻流場(chǎng)的差別。
　　③分析了湍流對(duì)分裂導(dǎo)線舞動(dòng)的影響。建立了分裂導(dǎo)線的多種模型：等效單導(dǎo)線索單元模型、等效單導(dǎo)線梁?jiǎn)卧Ｐ?，及考慮間隔棒與子導(dǎo)線不同連接形式的精確模型。分析四分裂導(dǎo)線中間隔棒與子導(dǎo)線間有一個(gè)節(jié)點(diǎn)鉸接、相鄰兩節(jié)點(diǎn)鉸接、相對(duì)兩節(jié)點(diǎn)鉸接，全節(jié)點(diǎn)鉸接、及

4、全節(jié)點(diǎn)剛接、考慮節(jié)點(diǎn)約束及節(jié)點(diǎn)扭轉(zhuǎn)耦合等模型。討論了湍流風(fēng)場(chǎng)下上述模型的舞動(dòng)位移時(shí)程，與常用等效單導(dǎo)線模型進(jìn)行比較。分析400m檔距下四分裂導(dǎo)線的上述模型隨垂度增加位移的變化規(guī)律及計(jì)算不同模型起舞風(fēng)速的變化。
　?、芡牧黠L(fēng)場(chǎng)模擬參數(shù)對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)的影響。分析400及1800風(fēng)攻角下單導(dǎo)線索單元與梁?jiǎn)卧Ｐ驮诰鶆蛄骷巴牧飨码S檔距增加的起舞風(fēng)速與終止舞動(dòng)風(fēng)速的變化規(guī)律。分別改變風(fēng)場(chǎng)的湍流強(qiáng)度及豎向相關(guān)系數(shù)時(shí)，脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程的變化，考慮兩個(gè)系