塔線體系建模與脫冰跳躍仿真研究.pdf

1、高壓輸電塔線體系作為國家經(jīng)濟建設(shè)的生命線工程，它的正常運行保證了國家經(jīng)濟發(fā)展、人民的生命財產(chǎn)安全。大跨度高柔的輸電線在振動過程中呈現(xiàn)出明顯的非線性振動特性，在覆冰脫冰過程中該特性尤為復(fù)雜。由于脫冰動力作用，甚至?xí)l(fā)生輸電線斷線，輸電塔倒塌等事故，在經(jīng)濟方面上造成嚴重的損失。因此，本文針對架空輸電線路的耦合振動特性和覆冰脫落引起的動力響應(yīng)特性進行較深入的研究，具體完成了如下工作
　　（1）考慮幾何非線性的影響，推導(dǎo)了具有傾斜角度的兩

2、檔輸電導(dǎo)線與懸垂絕緣子串耦合振動的非線性動力學(xué)方程，并運用數(shù)值軟件對不同工況下的振動響應(yīng)進行了求解，基于位移時程曲線，得到了兩檔輸電導(dǎo)線的非線性耦合振動特性和內(nèi)共振特性。
　?。?）以湖南省某220kv輸電線路為工程背景，建立了三塔兩跨塔線體系有限元分析模型，考慮幾何非線性的影響，以導(dǎo)線放線張力為找形目標(biāo)，通過牛頓拉夫遜迭代計算，確定了輸電導(dǎo)線的初始構(gòu)形，且初始構(gòu)型的跨中弧垂與理論值精確吻合。采用單元生死技術(shù)模擬脫冰沖擊荷載，對輸

3、電線路整檔脫冰、拉鏈式脫冰等各種脫冰工況下的動力響應(yīng)進行瞬態(tài)時程分析，獲得了最大跳躍高度、最大振幅、新平衡位置等重要特征參數(shù)值。
　?。?）根據(jù)動力相似理論，設(shè)計了三塔兩跨塔線體系試驗?zāi)Ｐ汀２捎糜邢迒卧▽Ω鞣N脫冰試驗工況下的動力響應(yīng)進行了數(shù)值仿真研究，與原型計算結(jié)果比較，最大跳躍高度、最大振幅、新平衡位置等特征參數(shù)均滿足動力相似的要求。這表明，試驗?zāi)Ｐ偷膭恿ο嗨圃O(shè)計是準確的，兩者之間的試驗結(jié)果具有良好的互推關(guān)系。同時，本文計算結(jié)