基于曲梁理論輸電線舞動及防舞有限元分析.pdf

1、輸電導線覆冰后，受到穩(wěn)態(tài)風荷載作用，可能會產生低頻、大幅度的自激振動，即舞動。輸電線舞動會造成相間閃絡、短路、損害金具、斷線倒塔等事故，造成重大經濟損失。目前對輸電線舞動數值分析大都基于索單元理論，這一理論不考慮抗彎剛度，與實際輸電線存在抗彎剛度不符。論文基于全面考慮抗拉剛度、抗彎剛度、抗扭剛度的曲梁理論，對輸電線進行舞動及防舞有限元分析。主要研究內容有：
　?、俑脖鶈螌Ь€曲梁模型及分析?；谇豪碚摚⒔Y點6自由度的單導線曲梁

2、模型，根據虛功原理推導動力學方程。采用Matlab編制單導線的非線性分析程序。算例分析表明曲梁模型計算單導線是可行的，比索單元模型精度更高。
　?、诟脖至褜Ь€曲梁模型及抗扭剛度分析。假定間隔棒為剛性體，根據位移協調條件，建立分裂導線的曲梁模型；根據虛功原理推導分裂導線的動力學方程；采用Matlab編制分裂導線的非線性分析程序。算例分析表明基于曲梁理論的分裂導線模型同樣具有可行性與優(yōu)越性。在此基礎上，采用曲梁模型計算分裂導線抗扭剛

3、度，計算結果分別與試驗值、理論公式解對比。間隔棒、分裂間距、垂度等分裂導線參數分析表明，間隔棒數目越多，抗扭剛度越大；分裂間距越大，抗扭剛度越大；垂度越大，抗扭剛度越大；離塔-線連接點越近，抗扭剛度越大。
　?、圯旊娋€舞動有限元分析。采用已建立的單導線、分裂導線的曲梁模型及動力學方程，編制Matlab程序，進行輸電線舞動時程分析。算例分析進一步驗證曲梁模型是合理且優(yōu)越的。檔距、初始張力、抗彎剛度、分裂間距等因素對舞動振幅影響的分析

4、結果表明，檔距越大，舞動振幅越大；導線初始張力越大，豎向振幅越小，轉角越大；考慮導線抗彎剛度，舞動豎向振幅增大，轉角變?。环至褜Ь€舞動的豎向振幅比單導線大的多，轉角振幅比單導線小的多。
　?、茌旊娋€防舞有限元分析。推導了失諧擺的質量矩陣、剛度矩陣，對安裝失諧擺的導線進行了舞動時程分析，分析了失諧擺防舞效果。算例分析表明失諧擺防舞只適用于Nigol的舞動，對DenHartog的舞動反而會增大舞動豎向振幅。最后，采用穩(wěn)定性理論求解輸電