大跨越特高強(qiáng)度輸電線微風(fēng)振動與疲勞壽命影響因素研究.pdf

1、大跨越特高強(qiáng)度輸電線是目前我國電力輸送的重要載體，具有輸送容量大、輸送距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)。在風(fēng)雨動力荷載作用下，大跨越特高強(qiáng)度輸電線極易發(fā)生振動。根據(jù)振動的頻率和振幅的大小，可以分為高頻低幅的微風(fēng)振動、中頻中幅的次檔距振動、低頻高幅的舞動，其中以微風(fēng)振動最為常見。輸電線微風(fēng)振動會導(dǎo)致輸電線線夾附近線股的疲勞斷裂和防振金具的損傷和脫落，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此大跨越特高強(qiáng)度輸電線微風(fēng)振動問題和輸電線疲勞問題成為輸電線工程的熱點(diǎn)問題。
　　本文選

2、用近年來在大跨越輸電線路上使用率逐漸增加的特高強(qiáng)度鋼芯鋁絞線(AACSR/EST-640/290)為研究對象。以能量平衡法為基礎(chǔ)，利用 MATLAB和 Miner線性累積損傷理論來分析大跨越特高強(qiáng)度輸電線的微風(fēng)振動和疲勞壽命的影響因素。主要研究內(nèi)容如下：
　?、艑?jīng)典的Slethei風(fēng)能輸入曲線和Diana&Falco風(fēng)能輸入曲線進(jìn)行對比分析，結(jié)合國內(nèi)外的實(shí)際使用情況，選取Slethei風(fēng)能輸入曲線作為本文的風(fēng)能輸入曲線；對比分析

3、輸電線自阻尼的測試和理論表達(dá)式，擇優(yōu)選取能夠考慮輸電線張力、頻率、振幅等影響因素的M.L.Lu輸電線自阻尼理論表達(dá)式來計算輸電線自阻尼；根據(jù)波的能量原理推導(dǎo)出能夠考慮安裝位置的防振錘耗能表達(dá)式；根據(jù)攝動法求解阻尼線的初始形態(tài)，利用近、遠(yuǎn)場消耗原理，推導(dǎo)阻尼線的耗能表達(dá)式。結(jié)合能量平衡原理建立輸電線系統(tǒng)的能量平衡方程。
　?、蒲芯苛舜罂缭教馗邚?qiáng)度輸電線微風(fēng)振動特性。以1000m檔距AACSR/EST-640/290型輸電線工程為例，

4、利用能量平衡方程求得的波腹處最大振幅來估算懸掛點(diǎn)動彎應(yīng)變。通過改變能量平衡方程中張力、地形、防振錘、阻尼線等參數(shù)，利用MATLAB繪制出對應(yīng)的幅頻曲線和動彎應(yīng)變曲線，分析各因素對大跨越特高強(qiáng)度輸電線微風(fēng)振動的影響。分析表明平坦開闊的地形下的輸電線微風(fēng)振動強(qiáng)度最大；大跨越特高強(qiáng)度的輸電線的運(yùn)行張力建議為15％~25%UTS；不考慮輸電線的抗彎剛度時，輸電線的微風(fēng)振動強(qiáng)度計算結(jié)果偏于保守；檔距對裸導(dǎo)線的微風(fēng)振動影響可以忽略不計，但是對于安裝

5、等量防振錘的導(dǎo)線，檔距越大輸電線振動強(qiáng)度越大；防振錘的安裝個數(shù)和安裝位置對大跨越輸電線的微風(fēng)振動強(qiáng)度影響較大，對于1000m檔距的大跨越輸電線，建議防振錘個數(shù)為4個；阻尼線的長度在1000m的檔距下建議不超過12m，且應(yīng)該采取單花邊長度逐漸減小的方式進(jìn)行安裝。根據(jù)各影響因素的分析結(jié)果，結(jié)合風(fēng)速概率分布，針對該大跨越實(shí)例，給出新的建議性的防振方案，該防振方案在防振錘的安裝個數(shù)、位置和阻尼線的安裝長度方面都與我國的相關(guān)規(guī)定有較大的出入，新的

6、防振方案經(jīng)濟(jì)性更好。
　?、腔贛iner線性損傷累積理論，結(jié)合風(fēng)速、風(fēng)向聯(lián)合概率分布，推導(dǎo)輸電線微風(fēng)振動疲勞壽命。以疲勞壽命為評價指標(biāo)，研究了各個影響因素的敏感性，得出輸電線的張力、地形和防振錘對輸電線疲勞壽命的影響敏感性較高以及存在最佳抗彎剛度的結(jié)論，為大跨越輸電線路的防振設(shè)計控制因素的選擇提供理論基礎(chǔ)。
　　本文的成果能夠?yàn)榇罂缭教馗邚?qiáng)度輸電線微風(fēng)振動機(jī)理的分析和防振方案設(shè)計提供理論參考，為減少大跨越特高強(qiáng)度輸電線微風(fēng)