电网冰灾典型线路段覆冰倒塔分析

在2008年初电网冰灾倒塔调研的基础上,建立了典型覆冰倒塔线路段铁塔、导线和绝缘子的三维模型,考虑档距、高差以及覆冰厚度引起的纵向不平衡张力对铁塔受力的影响,对线路段在均匀覆冰荷载和不均匀覆冰荷载作用下的导、地线张力及纵向不平衡张力进行计算,分析确定了线路覆冰倒塔的破坏模式,揭示了线路覆冰倒塔的主要原因。分析计算结果与现场实际破坏情况相吻合,表明导线覆冰过载以及覆冰产生的纵向不平衡张力是线路覆冰倒塔的主要原因。     

覆冰输电架空导线初始构形研究

针对输电架空导线初始构形分析是进行塔一线耦合动力分析的前提问题,将悬索结构非线性有限元找形原理与方法应用于架空导线的初始构形研究中,利用ANSYS仿真研究了1 000 k V晋东南-南阳-荆门特高压汉江大跨越输电线路在覆冰荷载作用下的平衡状态.结果表明,在自重、均匀覆冰下,该方法对架空导线初始构形的分析与解析法结果较为接近;不均匀覆冰时,导线中应力超过了其最大使用应力,在线路覆冰时应予以重视.     

基于塔线体系的中冰区分裂导线不均匀脱冰跳跃研究

为了掌握中冰区分裂导线不均匀脱冰跳跃特性,考虑输电塔、导线、绝缘子串和间隔棒等构件的力学特点、设置导线阻尼和边界条件,建立了中冰区五档四分裂塔线体系覆冰有限元模型,分析了导线脱冰时张力和脱冰跳跃高度的变化,研究了脱冰位置、脱冰率、脱冰方式、覆冰厚度、线路档距等因素对导线冰跳高度的影响规律,给出了导线冰跳高度工程实用计算公式,并与现行规范值进行比较。结果表明,导线脱冰跳跃呈现先急剧增大后振荡衰减的趋势,覆冰厚度增大,导线运行张力增加;五档四分裂塔线体系中档脱冰时导线跳跃高度大于边档脱冰,档中向档端的非均匀脱冰方式对导线的冰跳高度影响最大,从左往右的脱冰方式其次,均匀脱冰和两边往中间的脱冰方式影响较小。覆冰厚度、脱冰率及线路档距对导线的跳跃高度影响较大;中冰区塔线体系有限元建模方法适用于分裂导线脱冰跳跃计算,利用导线冰跳简化公式可快速计算中冰区高压输电线导线之间的安全间隙。     

广西221 kV输电线路冰灾事故分析

以220kV田挡线为例对导、地线的覆冰过载能力、覆冰对导、地线弧垂影响以及覆冰产生的不平衡张力等几方面进行了研究。分析了广西220kV输电线路倒塔断线的原因。并根据分析的结果对220kV输电线路提出了提高抗冰能力的改造措施。     

基于ANSYS的输电铁塔试验仿真研究

针对真塔试验费用高昂、试验前必须进行仿真的问题,基于有限元分析软件ANSYS建立了500 kV的SZTG16直线塔空间三维模型,对模型进行了静力学分析,计算了模型的前3阶自振周期,比较了模型计算结果与真型塔试脸数据.结果表明,有限元模型可较好地模拟铁塔试验时真实受力情况,同时研究了导线找形问题,并建立了一塔两线模型,为后续铁塔试验模拟仿真、铁塔改型等提供了依据.     

输电线路冰灾事故原因及按新国标 提高设计标准的措施

为提高电网应对冰害的能力,科学指导未来输电线路的设计和建设,以2008年全国输电线路的冰害情况为背景,分析了覆冰倒塔的特点,指出覆冰过荷载、纵向张力差、绝缘子串覆冰闪络和导线舞动为覆冰倒塔的主要原因,并在新国标的基础上,提出防止冰灾事故的4项措施:缩小耐张段长度、抗冰加固措施、防舞动措施以及其他措施。     

大跨越输电塔线体系覆冰断线数值模拟

为模拟大跨越输电塔—线体系覆冰断线,以1 000kV晋东南—南阳—荆门特高压输电线路工程黄河大跨越处一个耐张段(五塔四线)为例,利用ANSYS软件对该工程建立有限元模型,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟分析了塔—线体系在无覆冰、10mm覆冰两种断线工况下的冲击过程,提取出输电塔相应位置处的轴力及位移响应。结果表明,覆冰断线产生的冲击作用对输电塔横担端、地线支架、曲臂等位置的影响较大,并计算了在导线覆冰断线情况下上述位置的冲击系数。     

输电线路铁塔抗冰设计

2008年的冰灾让整个电力行业重新审视覆冰对线路的影响,相继对现行的技术规定进行了修改,增加了许多与抗冰有关的内容。结合2008年冰灾铁塔破坏形式,对导地线覆冰荷载进行分析,对新老规定进行技术经济比较,提出了铁塔抗冰设计应注意的问题和建议。     

塔线体系在覆冰荷载作用下的力学性能研究

以500kV典型设计中的5B-ZB1直线酒杯塔为原型,采用空间桁梁混合结构来分析输电塔和索结构,并基于有限元方法分析导地线,构建了输电塔及塔线体系模型,通过逐级增加覆冰厚度的方法进行静力计算,分析了输电塔和塔线体系在覆冰荷载、风荷载、自重荷载及导线张力共同作用下的力学性能,对比分析了计算结果。结果表明,在覆冰荷载作用下杆塔的主要破坏是达到钢材的屈服强度而发生失稳破坏,输电单塔比塔线体系更偏于安全,而塔线体系更符合实际情况。     

输电塔线体系脱冰跳跃动力响应分析

针对输电塔线体系脱冰跳跃动力响应的问题,基于ANSYS软件建立了输电塔线体系模型,利用集中荷载的方法对覆冰进行模拟,分析了塔线体系下考虑覆冰厚度、脱冰率等不同工况下脱冰跳跃的动力响应,确定了覆冰厚度、脱冰率对导线竖向位移、最大水平张力及到达时间的影响。结果表明,随覆冰厚度增加导线竖向最大位移、最大水平张力增加,但增长率不同;脱冰率增加对导线竖向位移影响不大,但对最大水平张力有一定影响,且到达时间延长。     

输电线路脱冰动力响应数值仿真

针对输电线路的脱冰跳跃现象,采用有限元数值仿真方法研究输电线路脱冰动力响应,根据导线实际截面推导得出导线单元6自由度刚度矩阵,构建了包括输电塔、导地线、绝缘子、间隔棒等在内的精细有限元模型,分析了档数、脱冰率、档距、覆冰厚度、导线型号、风速、绝缘子串串型和材料及高差这9个参数对输电线路脱冰的影响,并通过大量数据拟合出可考虑多参数影响的导线脱冰跳跃高度简化公式。另外,考虑脱冰作用和横向风荷载的时间相关性,研究了多相导线间在脱冰和横向风共同作用下复杂的相互运动。     

导地线对输电塔动力特性影响分析

为研究输电线路中导地线对输电铁塔动力特性的影响,基于有限元软件ANSYS建立了输电塔及塔线体系有限元模型,采用仅考虑导地线质量作用、仅考虑导地线刚度作用、同时考虑导地线质量和刚度作用3种模型分别分析了输电塔动力特性,并与单塔模型进行了比较。结果表明,导地线的质量作用和刚度作用对输电铁塔动力特性均有影响,且质量作用影响较大,计算分析时不可忽略。     

覆冰导线舞动作用下杆塔结构破坏过程数值模拟

为考察输电杆塔在覆冰舞动工况条件下破坏过程及倒塌机理,以110 kV肖湖432线输电杆塔为例,基于有限元软件MIDAS建立杆塔结构模型,利用Matlab模拟出导线覆冰舞动荷载波形,在MIDAS中建立时程荷载函数,对杆塔结构施加导线舞动荷载进行动力时程分析,并对杆塔结构的破坏机理、破坏形态及塔材变形的发展情况进行了模拟分析。结果表明,杆塔的破坏是由于部分交叉斜撑发生较大变形,使主材侧向约束显著弱化,随着时间的推移在杆塔的薄弱位置发生破坏,并最终导致倒塔;数值模拟结果与杆塔结构实际的破坏形式相符,验证了该方法的正确性。     

中国输电线路规范的风荷载计算比较

  [目的]  在台风袭击下,一些20世纪80、90年代建设的110 kV和220 kV输电线路经常出现铁塔损坏的现象,为了加固和改造事故线路,需要分析铁塔损坏的原因。  [方法]  介绍了中国1979、1990、2002和2012四个版本规定的输电线路风荷载计算方法,比较了设计风速、风压高度变化系数、体型系数、风荷载调整系数和覆冰风荷载增大系数等主要计算参数的差异,计算了某铁塔节段和导线在四个版本规定中的风荷载。  [结果]  计算结果表明:12规定的设计风速相比79、90和02规定增大5%～10%;79规程中60 m以下铁塔不考虑风振系数的规定严重低估了塔身风荷载;四本规定中110 kV和220 kV输电线路不采用导地线风荷载调整系数的规定严重低估了导地线风荷载。  [结论]  各规定的铁塔和线条风荷载差异的主要影响因素是风速重现期、铁塔或导地线风荷载调整系数,这也是风灾倒塔的主要原因。     

中重冰区架空输电线路地线选择的探讨和建议

介绍了地线选择的原则.通过分析导线、地线不平衡张力杆塔受力情况发现,较短的地线金具应力调节能力差是严重覆冰中架空输电线路地线支架和地线受损的重要原因.通过对不同截面和强度的地线在不同覆冰情况下与导线的配合计算,以及对不同强度但相同截面地线的抗振分析,得出了在导线和塔头不变情况下增加地线截面和增加地线强度的可能性和优劣.最后得出,在中重冰区可以通过增加地线截面、增加设计覆冰、增加不均匀覆冰工况、提高地线钢丝强度等方式选择地线,并对实际输电线路设计中地线的选择提出了建议.     

广西500 kV输电线路覆冰倒塔原因分析

以500kV柳桂线倒塔事故段为例进行荷载模拟计算分析,得出在不同覆冰厚度时导地线和光缆断线原因,以及不均匀覆冰和覆冰断线工况下铁塔受力情况,由计算结果分析了该事故段铁塔倒塌的事故原因,并对500kV输电线路提出加固改造和系统规划建议。     

2008年电网冰灾覆冰及倒塔特征分析

对2008年造成电网严重冰雪灾害的气象条件和线路覆冰特征进行了分析说明。根据国家电网公司系统500kV线路倒塔的分类统计．分析了倒塌铁塔在塔型、地形地貌、设计条件等方面的主要分布特征。根据覆冰荷载对铁塔的作用模式．分析阐明了铁塔被压坏、拉坏、扭坏以及拉扭共同作用破坏等几种典型破坏的基本特征。最后还从设计角度提出提高线路抗覆冰能力的建议。