輸電線路脫冰不平衡張力數(shù)值模擬研究.pdf

1、輸電線路是重要的生命線工程,由冰災(zāi)造成的輸電塔倒塔多次出現(xiàn),給社會(huì)帶來了巨大危害。據(jù)2008年雨雪冰凍災(zāi)害的災(zāi)后調(diào)查,冰災(zāi)中90％左右的倒塔都是由于不均勻覆冰-脫冰產(chǎn)生的縱向不平衡張力造成。在中國輸電線路的設(shè)計(jì)規(guī)范中,僅考慮靜態(tài)不均勻覆冰荷載,而導(dǎo)線脫冰產(chǎn)生的不平衡張力遠(yuǎn)大于覆冰靜止?fàn)顟B(tài),為保證輸電線路覆冰安全,必須考慮其脫冰不平衡張力。本文采用有限元數(shù)值仿真方法對脫冰不平衡張力進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要內(nèi)容如下:
　　首先,本文建立

2、了輸電塔-線體系精細(xì)有限元模型,并基于非線性理論對輸電線初始構(gòu)形進(jìn)行了研究。以輸電塔影響、脫冰方式和脫冰檔位置為研究對象,提出了輸電塔-線體系脫冰簡化模型,并對其有效性進(jìn)行了分析。
　　其次,基于本文提出的脫冰簡化模型,系統(tǒng)的研究了檔數(shù)、檔距、懸掛點(diǎn)高差、覆冰厚度、脫冰率等參數(shù)對脫冰不平衡張力的影響,得出了考慮多參數(shù)的脫冰不平衡張力簡化經(jīng)驗(yàn)公式,進(jìn)一步通過Unzipping形式脫冰模擬研究,給出了考慮脫冰速度影響的脫冰不平衡張力修

3、正公式。
　　然后,基于FLUENT的大渦模擬方法對覆冰導(dǎo)線阻力系數(shù)進(jìn)行了三維仿真,得到了在不同轉(zhuǎn)角下圓形覆冰和新月形覆冰四分裂導(dǎo)線的阻力系數(shù),并對其正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí)根據(jù)諧波合成法,采用雙索引頻率和FFT算法模擬了輸電線路20m/s脈動(dòng)風(fēng)風(fēng)速時(shí)程,研究了平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)對脫冰不平衡張力的影響,并得出了脈動(dòng)風(fēng)動(dòng)力放大系數(shù)值。
　　最后,提出了抗壓柔性相間間隔棒的力學(xué)模型,比較了三種典型相間間隔棒模型的減振效果。基于相同的脫