Performance requirements for vibration dampers

An analysis method introduced in a recent paper has been applied to four ACSR conductors. Calculations are carried out to further illustrate the method, showing the relationship between wind energy input to the conductor and energy loss from the conductor when it is vibrating at a constant loop velocity equal to 200 mm/s. The difference between the two energy curves defines an energy gap or shortfall that must be supplied by vibration dampers. This energy gap is seen to depend strongly on the conductor tension, the conductor diameter, and the conductor span length. An illustration is given showing how well a Stockbridge damper or an impact damper fills the energy gap. One additional illustration is given applying the same principles to a triple-conductor bundle and an impact type of damping spacer. Finally, field tests conducted earlier on the four sample conductors are compared with the calculated results.     

基于短期振动测量数据的线路振动状态评估方法

为准确掌握线路的振动状态、保证线路运行安全,需要对新建关键线路或老旧线路的振动状态和疲劳寿命进行评估。评估的主要手段是短期内现场测量导线的振动大小,并将其作为评估线路振动寿命的依据。由于线路全年气象条件差异较大,如果不加推导和分析,直接采用短期振动数据进行评估将有较大误差。文章提出了一种基于短期测量数据评估线路全年振动状态和寿命的方法,从气象影响线路振动的主要因素出发,根据导线的状态方程分析导线因张力变化对导线自阻尼特性的影响,并采用功率平衡法计算出振动水平的变化,得到了不同气象条件下的振动寿命。采用该评估方法对某工程实例进行分析,结果表明该方法能有效解决用短期测量数据评估线路全年寿命的问题。     

架空输电导线的微动损伤特性研究

以JL/G1A-125-26/7型钢芯铝绞线和铸铝悬垂线夹组成的系统为研究对象，在导线弯曲疲劳试验装置上进行微动实验研究，分析了架空导线微动损伤的微观特征，考察了弯曲振幅、频率、静载荷对架空输电导线微动寿命的影响。结果表明，导线微动损伤主要发生在线夹处导线上半部，是外层铝线的微动磨损及裂纹的形成和扩展导致的微动疲劳断裂所致。导线微动寿命随弯曲振幅和外加静载荷的减小而增大。弯曲振动频率对导线微动寿命影响不大。     

超/特高压同塔多回输电线路脱冰跳跃动力响应分析

为了明确超/特高压同塔多回输电线路的覆冰动态特性,采用有限元方法分析了其脱冰跳跃动态响应。考虑几何非线性的影响,采用有限元理论建立了导/地线-绝缘子及铁塔-导/地线-绝缘子体系的脱冰跳跃精细化数值分析模型。以1 000 kV交流双回、500 kV交流双回同塔多回输电线路和±800 kV直流单回、500 kV交流双回同塔多回输电线路为例,考虑塔线耦合效应、脱冰位置、档距和高差等影响因素,完成了不同工况下系统的脱冰跳跃分析。结果表明:当铁塔较高时,塔线耦合作用对导线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响不大,对地线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响较大;边档脱冰产生的纵向不平衡张力明显大于中档脱冰。最后,对导/地线脱冰跳跃纵向不平衡张力百分比取值进行了如下建议:1 000 kV导线及±800 kV导线取10%;500 kV导线取20%;地线取100%。     

1000mm2大截面导线用防振锤设计

1660 kV宁东-山东直流输电示范工程一般线路使用1 000 mm2大截面钢芯铝绞线(型号JL/G3A-1000/45),需要采用加装防振锤来抑制此段线路微风振动.通过防振锤的保护频率的公式计算及导线自阻尼试验,最终确定JL/G3A-1000/45型导线需要用防振锤防护的频率为5-50 Hz.经过计算分析设计出合理的...     

覆冰导线舞动方程的建立及求解策略

架空导线的覆冰舞动是导致线路跳闸的重要因素,严重威胁着电力系统运行的安全性与稳定性,如何准确地描述其位移与频率的舞动规律就成为亟待解决的问题。基于拉格朗日原理建立了包括垂直、水平以及扭转的3自由度的舞动运动方程,使用模态摄动法描述导线舞动时各微元的相对位置关系,考虑到覆冰导线大幅舞动的几何非线性,使用Newmark-β法结合Newton-Raphson迭代求解覆冰导线舞动运动方程,并提出了有效的求解算法。由算例获得的舞动位移幅值及频率的数值解与实测值较为接近,从而证明了模型及算法的有效性。研究表明：覆冰导线舞动是一种以垂直运动为主的自激振动,其舞动频率十分接近于覆冰导线体系垂直振动的固有频率。在覆冰导线舞动的应变模型与气动力系数处理上有较大改进,且使用模态摄动法大大减少了计算量并提高了舞动位移的计算精度,从而为准确估计因舞动导致的线路跳闸概率计算奠定了良好的基础。     

架空线防振锤设计中的几个问题

防振锤被广泛运用于架空线以消耗微风振动的强度,保护架空线免受疲劳损害。本文根据架空线微风振动的特点,给出了如何选择防振锤的型号和确定防振锤的数量以及最佳位置的方法,供架空线路微风振动防振设计时参考。     

Damper vibration attenuation for overhead lines

Structural impedance measurements are useful for determining the characteristics of vibration dampers. Earlier theoretical work demonstrated how impedance or dynamic mass measurements could be used to determine the vibration attenuation achieved at the damper end of a transmission line span. Now the theory is extended to determine vibration attenuation at all points in the span. For example, the vibration attenuation can be determined at mid-span, at the end of the span at which a damper is installed and at the undamped end of the span. The theory could be used to predict vibration attenuation by making dynamic mass measurements on the conductor at points of interest and combining the results with dynamic mass measurements on dampers. However, the vibration attenuation achieved at both ends of the span is more simply determined from vibration amplitude measurements made with and without the damper installed. The results provide a simple means for evaluating the vibration attenuation characteristics of dampers.     

架空线路导线疲劳试验振动幅度的研究

架空输电线路微风振动极易引起导线的疲劳破坏,因此疲劳特性是导线最重要的机械力学性能之一。为考核导线疲劳性能,需要进行疲劳试验,但国际上还没有科学统一的试验方法和试验标准。大量工程试验表明,国内目前采用的试验方法存在着某些不足。该文根据疲劳试验导线振动的运动方程和疲劳试验的边界条件,推导出疲劳试验波幅振幅与线夹线股应力的关系式。并利用Miner累计损伤理论的W?hler安全边界曲线,提出一种导线疲劳试验振动量级的计算方法。试验研究结果表明,该计算方法能较好地应用到导线疲劳特性试验检测中。     

Self-damping measurements of conductors with circular andtrapezoidal wires

Self-damping characteristics of three types of conductors with seven different sizes were studied. Conductor types considered were ACSR round and trapezoidal (TW) wires as well as self-damping (SD). The power method was used in the measurement of self-damping of all three types of conductors. For each conductor, damping measurements were made at three tension levels (10, 25 and 40% of rated tensile strength of conductor) for frequencies ranging from 5 to 55 Hz and normalized peak-to-peak amplitudes varying between 25/f to 150/f where f is frequency in Hz. Empirical relationships were derived to estimate the power dissipation values for all other frequency and amplitude levels. Results obtained from tests conducted on ACSR round and trapezoidal wire conductors of similar diameter indicated that the ACSR TW conductor in general has higher internal damping when compared to ACSR round wire conductor. However this trend was not necessarily observed at low frequencies. It was also noted that power dissipation increases with increase in size of the conductor     

500 kV输电线路塔线体系舞动响应分析

通过建立连续5档塔线体系有限元模型,采用气动分析法得到了不同阻尼比下的导线张力、不平衡张力和导线舞动轨迹,分析了舞动荷载作用下杆塔动力响应。按照铁塔阻尼计算得到的舞动响应高于导线阻尼计算值。考虑塔线耦合效应后,导线舞动幅值增大,导线张力和不平衡张力减小。导线垂向运动由2个主频的多阶混合振动变为单个主频的一阶振动。当采用铁塔阻尼进行分析时,耐张塔不平衡张力超过断线张力设计值,铁塔横担下截面斜材最大应力超过设计应力,会导致横担被破坏。     

考虑特征瞬变的导线微风振动在线监测及预警技术

针对现有导线振动监测以秒平均振幅和秒平均频率衡量导线微风振动程度带来的误差,提出了一种考虑振动特征瞬变的导线微风振动在线监测及预警技术。根据压电材料的正压电效应设计一种振动监测传感器,测量距悬垂线夹89 mm处的加速度时程曲线。以获得瞬时幅值和瞬时频率为目标,采用经验模态分解（empirical mode decomposition, EMD）结合相关性判断得到符合原始信号振动机制的特征模态函数（intrinsic mode function, IMF）,经希尔伯特变换（hilbert transform, HT）提取瞬时参数,并利用瞬时幅值和瞬时频率计算导线对应动弯应力下各单元损伤参数,通过数值方法证明其有效性。经振动台试验对比分析,导线在有效损伤频段0~60 Hz内,该方法得出的各项疲劳损伤参数与计算值的吻合度均在86.77%以上,且主要疲劳损伤参数最大试验误差为8.02%,平均试验误差为0.92%,说明该方法可以作为振动导线疲劳寿命预警的有效依据。     

基于振动频谱机理的架空输电线路张力检测方法

介绍了采用振动频谱分析法实现线路张力的间接测量。首先,分析了导线微风振动的原理,讨论了导线张力与其振动频谱相关性的理论模型。在此基础上,搭建了导线张力和振动信号同步测试系统,校准了张力测量系统,设计了振动测量系统。根据架空输电线路的实测结果,采用小波分析对信号进行了降噪处理和分析。结果表明,振动频谱法能够对架空输电线路张力提供较好估计,适合在线监测使用;导线横向水平振动时,频谱分布与理论计算结果存在差异,其一阶振动本征频率相对变小,认为对于多股绞合导线,大振幅振动产生较大阻尼力,消耗风能输入功率,降低了振动频率。     

Effect of conductor geometry on bundle conductor galloping

A computer simulation of an elastic catenary was used to study the wake-induced galloping of a two-conductor bundle transmission line. It was shown that increasing the conductor separation reduces the region of galloping instability and decreases the amplitude of the resulting galloping. Stranded conductors are more likely to gallop at low wind speeds while smooth conductors gallop at high wind speeds. Since the fundamental frequency depends on span length, span has a large effect on galloping, with shorter spans being more susceptible. Twisting of the bundle one-half turn per span essentially eliminates galloping.     

扩径导线结构稳定性评估体系

在满足输电容量和线路工程要求的前提下,使用扩径导线能够节省导体材料,进而减少铁塔载荷和结构重量。提出了4种JL（Ｘ）K/G1A-530（630）/45扩径导线的设计方案;针对4种扩径导线开展了扩径导线结构稳定性仿真分析、扩径导线结构稳定性展放验证、扩径导线与放线设备适配性及扩径导线的压接研究。根据研究结果,推荐圆线疏绞型扩径导线用于浙福线1 000 kV特高压交流同塔双回线路工程,给出了关于张力设备、放线滑车、卡线器、旋转连接器等施工设备的指导意见,并提出了评估扩径导线结构稳定性的方法。     

特高压直流直线塔断线荷载分析

导(地)线断线严重影响输电线路的安全运行。针对特高压直流线路的特点,采用ABAQUS软件建立了分裂导线连续档断线模型。通过有限元分析,求得V型绝缘子串的摆幅、冲击荷载以及各相导线的断线荷载。通过与断线荷载理论计算结果比较可知:我国现有线路规程关于断线荷载的取值是合理的,按规程设计线路在一定程度上能够抑制倒塔事故的发生。     

导线覆冰的力学分析与覆冰在线监测系统

建立了导线覆冰厚度和导线弧垂变化的力学模型,设计了力传感器的安装结构,研发了基于全球移动通信系统(GSM)短信业务(SMS)的输电线路覆冰在线监测系统.系统运行结果表明:现场分机可定时或实时监测覆冰导线的重力变化、绝缘子串倾斜角、风偏角、导线舞动频率以及风速等环境信息,并通过GSM SMS发送至监测中心,由专家软件来分析覆冰状况,及时给出除冰信息,保障覆冰区线路的运行安全.     

750 kV输电线路扩径导线跳股原因的分析

750 kV官兰输电线路在高海拔地区采用了LG JK-300/50扩径导线,在张力放线施工过程中,扩径导线频频发生跳股现象。扩径导线的结构特点是其发生跳股的内在原因,即其内层铝股和邻外层铝股疏绕的空隙和对外层铝股支持力的缺失,使导线的结构处于不稳定状态。当导线通过滑轮时,在较大的综合外力的挤压作用下,导线就会发生跳股。建议研究单位对导线跳股进一步进行试验研究。     

碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线的起晕特性对比试验

为研究碳纤维复合芯导线（ACCC）的起晕特性,基于小电晕笼电晕测量系统进行了ACCC-600/71单根导线和LGJ-630/45钢芯铝绞线单根导线起始电晕特性的对比试验。试验结果表明：在干净及人工涂污下,ACCC-600/71导线的起晕电压均要高出LGJ-630/45导线起晕电压,说明ACCC-600/71导线确实能够降低线路损耗,在节能、环保方面具有良好运行性能;表面污秽会降低导线表面粗糙度系数,从而大幅度降低起晕电压,且污秽物颗粒度越大影响程度越高。     

六分裂阻尼弹簧相间间隔棒的试验与模拟

针对专利产品新型六分裂阻尼弹簧相间间隔棒,试验研究两相六分裂导线使用该相间间隔棒在微风振动时及不同风速加载条件下的稳定后振幅及夹口处动弯应变情况,并运用有限元软件ANSYS建立两相六分裂导线的有限元模型,对其进行数值模拟。研究结果表明,使用新型阻尼弹簧相间间隔棒的导线系统在不同风荷载作用下的稳定后振幅及夹口处动弯应变皆小于采用传统相间间隔棒的情况,具有良好的减振能力;阻尼弹簧相间间隔棒的性能可以通过调节弹簧刚度及重球质量而改变;采用杆单元LINK10、阻尼器单元COMBIN14、质量块单元MASS21等进行有限元建模,可以得到较为理想的结果,数值分析的结果与试验结果能够较好地吻合。