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。     

线路舞动的低阻尼共振激发机理

新机理认为,架空输电线路导线有两种固有振动频率(机械固有振动频率ωj和电气固有振动频率2ω)导线在运行中,受到风力、重力及电动力的作用,会产生一定振幅的振动;空气作为导线的振动媒质,在导线的振动过程中,会阻碍导线的振动,在特殊的天气里,空气的动力粘性系降低,使空气的阻力小于导线的振动力,而使导线的振动加剧,当导线的振动频率与输电线路的机械固有振动频率jω或输电线路的电气固有振动频率2ω相接近时,则会被激发成强烈的共振—线路舞动。为了防止导线的振动及舞动,研制出一种新的导线防振器,它概能防止导线的振动,又能防止导线(包括单导线及分裂导线)的舞动。     

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.     

2018年1月安徽电网输电线路覆冰舞动故障规律分析

对2018年1月安徽电网出现的大面积输电线路覆冰舞动故障和设备受损规律进行了分析,结合气象资料和线路结构参数,对输电线路舞动形成的原因进行分析。结果表明线路跳闸主要原因为持续冻雨和大风激励下,线路发生舞动,引起相间或导线对地线距离不足放电;设备受损主要原因为长时间的导线舞动造成直线塔绝缘子球头疲劳破坏后断裂,引发导线掉落,以及耐张塔长时间承受动态不平衡张力而损坏。故障分析结论对安徽电网舞动防治具有重要意义。     

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。     

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。     

分裂导线—间隔棒体系扭转刚度的计算

在输电线路的舞动中,分裂导线的扭转起着重要的作用,因此研究分裂导线—间隔棒体系的扭转刚度对于深入研究输电线路的舞动有重要意义。通过研究分裂导线发生扭转运动时子导线长度的变化,估算了子导线由扭转引起的导线张力变化;除了考虑了以往研究所涉及的一些影响分裂导线扭转刚度的因素(如单根导线扭转刚度、导线实际张力等)外,还在前人推导公式的基础上加入了扭转引起的导线张力变化、导线弧垂、线路两端高度差的影响,最终推导出了新的分裂导线—间隔棒体系扭转刚度的一般计算公式。通过与前人计算公式和实测数据比较,对于在不同的分裂数、不同的次档距数目、不同的初始水平张力等条件下,使用本文推导公式的计算结果更接近实测值。     

浅谈覆冰线路结构负载变化及事故类型

架空输电导线覆冰是指冷的雨滴或降雪落到低于冰点(Oc°)导线上凝结成覆冰的现象.导线覆冰作为特殊的气象条件,给架空线路的安全运行造成严重影响.由于覆冰荷载过重,造成冰闪跳闸、导线舞动和倒塔断线等事故频繁,直接影响电网的运行.     

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     

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．     

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.     

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.     

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.     

基于传感器信息融合的输电线路杆塔稳定性监测方法的理论分析与方案设计

受输电线路覆冰和舞动影响,杆塔稳定性会因为部件的机械形变或机械共振而被破坏,从而威胁输电线路的安全性。因为系统的复杂性,在线监测系统是防治覆冰、舞动的关键技术。论证了采用多传感器信息与智能视频分析相结合的方法监测杆塔部件的机械形变和结构破损可增强检测的准确性、有效性和快速性,给出了杆塔稳定性监测方案。     

覆冰荷载下的架空输电线气动稳定性分析

偏心覆冰导线在风激励下极易诱发舞动,研究架空输电线在覆冰荷载下的气动稳定性具有重要意义.传统Den Hartog判别准则求出的是一种近似解,仅适用于攻角较小的情况。在该基础上,更为精确地推导了舞动临界风速与相应来流攻角的关系.算例结果表明,对于重覆冰地区的架空输电导线,在风荷载作用下,极易引起导线的动力失稳,进而引起整个塔线体系的动力失稳甚至倒塌.该气动稳定性分析结果将为线路设计提供技术支持.     

基于流固耦合的大风区接触网正馈线舞动机制分析

为进一步明确挡风墙尾流影响下接触网正馈线的舞动机制,以兰新高铁接触网正馈线为研究对象,基于空气动力学理论,建立了接触网正馈线风致振动响应的分析模型。采用流固耦合方法对不同固有频率比和自由度的二维接触网正馈线模型进行了时程分析。研究结果表明:频率比和自由度对接触网正馈线的舞动幅值存在较大的影响。频率比越小,接触网正馈线的振幅受风速影响越大,接触网正馈线发生舞动时的风速范围更广。垂直单自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值大于垂直-水平两自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值,表明接触网正馈线的水平振动对垂直振动存在一定限制作用。当接触网正馈线在挡风墙尾流影响下发生振动时,正馈线的风攻角不断发生变化。迎风角较大时,正馈线垂直方向气动力幅值增大,更易引起正馈线垂直方向的大幅舞动,并将接触网正馈线的舞动模式归属为无覆冰条件下的Den Hartog舞动。研究结果进一步明确了大风区段无覆冰条件下接触网正馈线的舞动机制,为接触网正馈线舞动的防治提供一定的理论支撑。     

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.