覆冰四分裂导线舞动数值模拟方法

覆冰四分裂导线舞动问题严重威胁超高压线路的安全运行,对舞动的理论研究可有效推动防舞技术的发展。采用具3个平动自由度和1个扭转自由度的两节点索单元模拟分裂导线各子导线,利用空间梁单元模拟间隔棒,建立可考虑子导线尾流效应的舞动分析有限元模型。采用对加速度中心差分、对速度向后差分的时间积分法对舞动进行非线性数值求解,利用MATLAB编制了相应的计算程序。运用该方法对典型算例的舞动进行数值模拟,结果表明:该方法可有效模拟覆冰四分裂导线的舞动特性,所编写的求解程序具有较高的计算精度和效率。     

覆冰导线的空气动力参数数值模拟

覆冰导线的空气动力参数是导线舞动的关键因素.由于覆冰形状的多样性,风洞试验研究代价巨大,仅靠风洞试验提供覆冰导线的空气动力参数是不实际的,因此有必要采用数值模拟的方法.提出了基于面元法的覆冰导线空气动力参数的数值模拟方法,采用有粘性的绕流模型,编制计算程序对覆冰单导线随攻角变化的空气动力参数进行了数值模拟计算.该程序系统简单易用,能快速得到结果.通过比较,所得数值模拟结果与试验结果基本一致,一定程度上反映了覆冰单导线气动力的规律.该方法是一种实用、快速、有效的数值解法,为覆冰导线舞动计算与仿真的深入研究提供了一种有效的途径.     

输电导线舞动研究

论述了导线舞动机理、数学描述、舞动治理及计算机模拟等有关输电导线舞动研究课题的前沿状况，其中覆冰研究、舞动治理及计算机模拟的有关成果已在有关大跨越舞动治理工作中得到应用和验证。     

输电导线舞动研究

论述了导线舞动机理、数学描述、舞动治理及计算机模拟等有关输电导线舞动研究课题的前沿状况，其中覆冰研究、舞动治理及计算机模拟的有关成果已在有关大跨越舞动治理工程中得到应用和验证。     

特高压1250mm~2大截面导线防舞动分析

±800 kV特高压直流输电线路工程导线采用1 250 mm~2大截面导线,该种大截面导线在工程中首次采用.线路架线高、档距大、分裂数多、导线截面大,这些因素易于激发线路舞动.为消除舞动威胁,对该线路进行舞动分析,根据中国电科院推荐的长度变化法,对不同风力冲击角度、不同高差角度和不同档距下的导线舞动进行了舞动分析,计算了舞动张力、舞动幅值、舞动频率,进行了舞动间隙校核.在导线安装防舞动装置,可以降低导线扭转和上升能力,具有较好的防舞动效果.计算了防舞动装置的安装重量和防舞动装置对导线弧垂的影响,为1 250 mm~2大截面导线的设计和运维提供借鉴.     

覆冰导线连续体模型及仿真分析

对于应用Galerkin法建立的覆冰导线风致振动连续体非线性动力学模型进行数值分析.借助于符号运算软件Mathematica程序,模拟覆冰导线在不同工况下的振动幅值、激起的振型和动态张力等.模拟结果表明小跨度覆冰导线以一阶振型为主、大跨度则以三阶振型为主,且动平衡张力大于静平衡张力.将上述分析结果与有限元模型分析结果进行比较,二者基本吻合.结果表明连续体覆冰导线解析模型能很好地体现动力系统的结构特点和舞动特性.     

覆冰四分裂导线动态气动力特性分析

为研究覆冰分裂导线舞动时的气动力特性,基于Fluent软件的用户自定义函数对导线的舞动轨迹进行编程并结合动网格技术实现流固耦合.计算了新月形覆冰四分裂导线横向振动时的动态气动力系数,并与静态模拟结果进行比较;分析了舞动幅值和频率对动态气动力的影响.结果表明:相同风速下,动态气动力系数大于静态值,二者具有相同的变化规律;舞动时,迎风侧子导线尾流偏移,对背风侧子导线的影响减小,使背风侧子导线的动态气动力系数比静态时明显增加;阻力、升力系数随舞动幅值和频率的增加而增大,但频率对动态气动力的影响小于幅值的影响;工程中预测大档距导线舞动引起的断线临界风速和塔承受的荷载时,应考虑动态气动力系数对舞动的影响.     

酒杯塔塔线耦合体系覆冰导线舞动分析

采用非线性有限元分析方法研究了塔线耦合体系覆冰导线舞动的规律及特点,以及输电线舞动对酒杯塔受力及变形的影响发现绝缘子的布置型式对覆冰导线舞动的幅值及规律有很大的影响;由于塔线耦合的作用,左右跨的各相导线在具有相同覆冰厚度、形状以及受相同气动载荷情况下,所形成的舞动幅值及相位存在差异,从而导致输电线作用在塔上的力沿各方向分力不平衡,导致输电塔产生沿导线方向侧弯变形、与导线垂直方向侧弯变形以及横担的扭转变形;在导线舞动过程中输电塔的最大应力交替出现在塔头刚度较弱的部位.     

输电导线舞动的计算机仿真

在系统分析舞动机理的基础上 ,通过对ADINA程序进行改造 ,并加入空气动力模块 ,开发了一套较为完整的输电导线舞动的计算机仿真程序 ,并利用该程序对大跨越输电线路的舞动形成过程及几种防舞器的防舞效果进行了动态仿真 ,通过与现场观测数据进行比较 ,验证了仿真结果的有效性     

覆冰三分裂导线气动力特性的数值模拟

采用有限体积法和SIMPLEC算法,求解雷诺数在亚临界区内的均匀黏性不可压缩流体的N-S方程,对风吹过平行布置的覆冰三分裂导线的气动力特性进行计算流体动力学（CFD）数值模拟.为克服数值模拟在高雷诺数下的数值不稳定性,在求解N-S方程时采用QUICK迎风格式,其对流项为三阶精度,其余项如扩散项等为二阶精度.针对新月形和扇形2种典型覆冰三分裂导线,分析平行布置的三分裂导线各子导线尾流间的相互作用及其对气动力特性的影响.计算结果表明,新月形覆冰导线比扇形覆冰导线舞动的风攻角范围大,但前者的舞动振幅小于后者;分裂导线中处于尾流区的子导线的气动力系数均小于迎风面子导线的气动力系数,且扇形覆冰导线比新月形覆冰导线更为显著.     

输电导线扰流防舞器气动力特性风洞试验研究

为了研究扰流防舞器的防舞效果及扰流防舞器直径对防舞效果的影响,分别对新月形覆冰输电导线、安装扰流防舞器的无覆冰输电导线及安装3种不同直径的扰流防舞器的新月形覆冰输电导线,进行刚性足尺截断模型天平测力风洞试验.测定各种工况对应的气动力系数曲线,通过对邓哈托系数和尼戈尔系数的分析,研究不同直径的扰流防舞器的防舞效果.试验结果表明：新月形覆冰导线会发生舞动;扰流防舞器不会使导线无覆冰时发生横风向舞动,使导线发生扭转舞动的可能性不大;不同直径的扰流防舞器均具有一定的防舞效果,其中直径为0.75倍导线直径的扰流防舞器的防舞效果最佳.     

紧凑型输电线路相间间隔棒防舞研究

紧凑型输电线路由于相间距离小,导线覆冰舞动造成的相间闪络等危害已经成为紧凑型线路最主要的一种灾害形式.用有限元方法建立了特高压紧凑型连续三档线路相间间隔棒防舞计算模型,给出了4种档距情况下紧凑型线路相间间隔棒一般布置方案及加密布置方案.在4种不同档距及不同风速条件下,通过数值分析得到了相间间隔棒布置方法对舞动幅值及相间距的影响.根据数值计算得到的结果对紧凑型线路的防舞设计具有重要的指导意义.     

复冰电力线路的极限循环舞动分析

单波腹极限循环舞动是电力线路在复冰时时常发生的一种导线舞动现象。这种形式的舞动,属于驻波舞动。导线舞动时作周期性上下摇摆,其频率低振幅高而且能量大,有较强的破坏作用。本文针对单导体输电线路,采用有限单元法,对线路动力学方程进行求解,分析描述了极限循环舞动的最大振幅与舞动轨迹。     

输电线路舞动在线监测预警判据的研究

输电线路舞动会导致相间闪络、金具损坏、绝缘子损坏等现象,严重情况下,还会出现线路断线、杆塔倒塌等事故．为了减少舞动对输电线路的危害,研究开发输电线路舞动在线监测系统,对于确保输电线路的安全稳定运行具有重大意义,而线路舞动预警判据的建立则是系统实现的关键．从舞动对线路危害的角度出发,利用弹性材料的胡克定律,在线路张力判据的研究中分别推导舞动线路的水平张力方程式和高悬挂点的垂直张力方程式,提出输电线路舞动的线路张力判据;同时,根据舞动幅值与相间距离的关系建立相间距离判据．这2种判据的建立为输电线路舞动在线监测系统的预警提供了理论支持,具有较大的应用价值．     

横向与扭转耦合振动的输电线舞动分析

基于O.Nigol的扭转舞动机理建立了横向与扭转耦合振动的动力学模型.通过惯性项解耦,利用Matlab对系统进行数值仿真,分析了风速、覆冰厚度、来流密度、导线单位长度质量、初始张力、阻尼比等参数对舞动振幅的影响,发现风速是决定输电线是否舞动的主要原因,对解决类似的实际工程问题有一定的借鉴价值.随着风速的增大,系统出现了周期解分岔的行为.     

架空输电线路复冰导线失谐装置

为克服架空输电线路导线在复冰时和一定的空气动力条件下发生的舞动,本文研究了防舞措施。根据导线扭摆舞动机理,采用在输电线上加装失谐装置一防舞防扭重锤,并恰当地选择防舞防扭锤重量、数量、臂长以及安装位置,可有效地大幅度降低极限循环舞动与椭圆舞动的振幅值,提高输电线路在恶劣气候条件下安全运行的可靠性。     

输电线路导线舞动远程监测系统

为获得输电线路导线舞动的基本数据,研究一种由监测单元、GPRS网络、Internet网以及监控中心组成组成的输电线路导线舞动远程监测系统。介绍系统构成、技术特点、软件功能和实验效果。     

扰流器防舞机理的理论研究

通过对扰流防舞器的防舞机理的理论研究，建立起缠有扰流器的导线覆冰后空气动力学特性的计算模型及计算方法，经过某些适当的近似处理后，用计算机对多种模型、多种条件下的缠有扰流器覆冰导线的各空气动力系数进行计算并绘出其相应的系数曲线，得出扰流器具有良好的防舞效果的结论