基于非线性声弹性效应的输电铁塔螺栓预紧力预测数值分析

基于发展输电铁塔螺栓结构健康监测技术的现实需求,利用非线性声弹性效应,建立了输电铁塔螺栓的有限元模型,并发展了一种基于多物理场耦合的数值迭代算法。首先,考虑输电铁塔螺栓的几何构形特征,建立了预紧力作用下螺栓结构的轴对称二维有限元模型,并考虑预紧力作用下超声纵波的非线性声弹性效应,采用考虑三阶声弹性效应的默纳汉超弹性材料,实现螺栓结构的应力-应变场和声场的耦合求解分析,并进行了试验验证。计算结果表明：预紧力和夹持长度对螺栓结构内部的应力场分布状态有着显著的影响,同时预紧力导致的波速变化和螺栓形变对超声纵波的渡越时间有着双重影响。所建模型和分析方法为基于非线性声弹性效应的螺栓预紧力测量技术提供了数值模拟分析平台,可为相关试验研究和仪器研制工作提供技术指导。     

螺栓连接滑移对输电铁塔力学性能的影响研究

为了施工和安装方便,输电铁塔节点构造时多采用普通螺栓连接,螺栓预紧力较小,容易产生螺栓连接滑移。对于输电铁塔这种超静定结构,螺栓连接滑移将影响构件的内力分布和铁塔的整体刚度特征。采用一种简化的螺栓连接滑移模型,在输电铁塔分析时引入了螺栓连接滑移的影响,分别对5种不同载荷工况下螺栓连接滑移对构件内力及铁塔整体位移的影响进行了研究。结果表明:当铁塔整体受到以弯曲为主的载荷作用时,螺栓连接滑移对整个铁塔变形的影响不大;而当铁塔整体受到以扭转为主的载荷作用时,螺栓连接滑移对铁塔变形影响很大;螺栓连接滑移对构件内力的影响随着载荷工况的不同而变化,但影响最大的杆件均位于塔头位置。     

高强度螺栓在输电铁塔上的应用

随着超高压输电线路的发展,对铁塔的型材材质提出了更高的要求,高强钢将在输电线路上大量采用,与高强钢相匹配的高强螺栓选型问题将成为设计者关心和讨论的问题之一。这一问题包括杆件的孔壁承压和高强螺栓抗剪切2个方面。结合高强螺栓连接时的试验破坏特性,对高强螺栓在输电铁塔上的应用情况进行探讨和研究,对高强度螺栓的选择、紧固扭矩值的确定以及螺栓准线的定位作了详细描述,为输电线路铁塔中高强螺栓的使用提供借鉴。     

特高压钢管塔塔材轮式山地车运输方法探讨

1000kV淮南-上海输电线路工程（以下称“东线特高压”）不少铁塔位于山岗,铁塔采用等径钢管和法兰连接结构,单件结构大而重。塔材运输面临“道路窄、坡度陡、转弯急、路面差”等问题。     

输电铁塔冷弯角钢构件轴心受压承载力分析及试验研究

输电线路铁塔应用冷弯型钢,可以提高输电铁塔设计水平,降低钢材用量。文章结合输电铁塔的结构特点,选取不同截面、长细比的冷弯角钢构件进行轴心受压承载力试验和有限元分析,得到了输电铁塔用冷弯角钢轴心受压构件的荷载-应变发展规律和极限承载力,并与现行设计规范承载力计算值进行了对比。分析结果表明,现行规范体系不适合我国输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件的强度设计。通过对试验和理论分析结果进行拟合,确定了输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件稳定系数曲线,提出了输电铁塔冷弯型钢构件承载力计算的修正意见。     

铁塔螺栓紧固新工艺在特高压工程中的应用

淮南至上海1000kV特高压交流输电工程首次全线使用钢管塔,铁塔采用钢管结构,铁塔设计特点为塔高、螺栓数量多、螺栓直径大、螺栓紧固扭矩控制要求精度高、螺栓紧固工作量非常巨大。该工程首次应用电动扭矩扳手紧固螺栓,节省大量人力、物力,并安全优质高效地完成了淮上线钢管塔螺栓紧固任务。     

部分输电线路倒塔原因分析

对近年来发生的部分输电线路倒塔事故进行了分析,重点对倒塔现象、塔材破坏形式、所受荷载及破坏机理等方面进行了研究,依据铁塔设计力学原理,提出部分输电线路倒塔主要原因是由于其螺栓松动使杆件细长比增加,从而导致结构失稳,并对发生螺栓松动的主要原因进行了分析,提出了改进建议,为输电线路建设、运维提供了建设性意见。     

输电铁塔用耐候钢节点耐腐蚀性能试验研究

输电铁塔中采用新型环保耐腐蚀钢材已成为必然, 而其螺栓连接节点耐腐蚀性能有待研究。结合输电铁塔结构形式的特点, 分别加工了输电铁塔用JT 耐候钢单片试样、节点试样和普碳钢单片试样、节点试样, 在模拟工业大气环境、海洋大气环境和酸雨大气环境中经240 h 腐蚀试验, 测定不同试样的腐蚀速率, 获取普碳钢和JT 耐候钢试样的腐蚀形貌图像和能谱图, 分析输电铁塔用JT 耐候钢节点的耐腐蚀性能, 并与普碳钢节点的耐腐蚀行性能进行对比。试验结果表明, 节点试样的腐蚀程度高于单片试样, JT 耐候钢的耐腐蚀性能优于普碳钢。试验研究结果为JT 耐候钢在输电铁塔中的推广应用提供重要参考和依据。     

老旧输电铁塔结构安全分析与加固仿真研究

针对已有老旧输电铁塔易发生倒塔事故不能满足在负荷条件下安全工作的状况,进行了安全性风险分析,建立输电铁塔结构模型,在特定工况下对杆塔仿真应力计算,找到输电铁塔受力薄弱点。通过主材加辅助支撑补强方案和主材增大截面技术补强方案对输电铁塔进行加固补强,对加固补强后的输电铁塔模型进行仿真,研究结果表明二重加固方案比原塔应力比降幅达20.9%～53.4%,从而提升了输电铁塔整体刚度及构件强度,满足了新条件下的安全使用要求。     

输电铁塔受拉构件块剪计算方法研究

对于螺栓连接的构件,块剪破坏是最常见的失效形式之一。国内外结构设计规范均对构件块剪计算做了相关规定。当前架空输电线路受拉构件块剪计算主要采用DL/T 5154—2012《架空输电线路铁塔结构设计技术规定》中的计算方法,但其与块剪试验破坏模式不一致,且未给出双排螺栓连接时的计算公式。根据输电线路工程设计特点,通过对比分析,将GB 50017—2003《钢结构设计规范》中受拉构件块剪计算方法应用于输电铁塔,并通过仿真验证该方法更贴近于实际工程。鉴于工程中常使用双排螺栓,提出了双排螺栓块剪破坏模式,并给出了计算公式,为后续铁塔设计块剪验算提供参考。     

振动工况下高压断路器紧固螺栓松动过程仿真分析与试验

高压断路器分、合闸操作造成的振动冲击是螺栓连接出现松动现象的主要原因。文中建立了螺栓连接有限元模型;仿真分析了轴向振动、横向振动及夹紧力大小对螺栓连接松动过程的影响。搭建螺栓连接结构松动试验装置;试验研究了振动工况下的螺栓连接松动过程;对仿真结果进行验证。研究结果有助于解决断路器螺栓连接紧固件的松动问题。     

特高压直流试验线段杆塔设计研究

特高压直流试验基地是我国进行±800 kV 直流输电关键技术研究的第1 个特高压直流试验基地,试验线段由2 基88m 高、80 m 宽的门型直线塔, 2 基70 m 高的门型锚塔, 换极性塔和电源终端塔组成。根据试验功能要求: 门型直线塔2 层悬挂导线的60m 跨度横梁在垂直方向上下任意可调, 水平方向悬挂导线可任意移动、自动控制、调节及闭锁。在输电线路设计中, 这种功能要求在我国还没有先例。试验线段铁塔设计中包含的关键技术有塔型选型、结构布置、构造连接、计算分析、机械传动、自动控制装置等内容。     

煤矿采空区地段高压输电线路铁塔地基处理的研究

针对矿业开采特别是煤矿开采对其经过的高压输电线路安全运行的威胁和危害,在深入研究采空区地面变形特征、形式、规律等影响线路杆塔安全运行的关键因素基础上,开发了两套采空区上输电铁塔改造加固技术:可调式联体混凝土井字梁基础改造加固技术;可调整井字钢梁基墩架构改造加固技术。还定义了两个描述矿区特征的参数:深厚比和岩厚比,使人们可直接通过分析矿区特征来了解采空区地表变形。最后针对不同的地表变形特征,推荐了相应的杆塔基础加固改造方案。     

无线电能传输技术亟待解决的问题及对策

首先分析了国内外无线电能传输技术的现有商业化情况、产品标准制定、学术论文和专利发表现状;然后探讨了目前最热门的两种无线电能传输技术--感应耦合和磁耦合谐振无线电能传输技术存在的问题,进而阐述它们在原理、结构和特性上的差异性,旨在解决将感应耦合与磁耦合谐振无线电能传输技术混淆的困惑,以推动无线电能传输技术的进一步发展;最后,针对现有无线电能传输技术发展的瓶颈,介绍了基于分数阶电路原理、宇称-时间对称原理的两种新型的无线电能传输技术,指出无线电能传输技术要成为一种通用技术,还需在机理上有根本性的突破。     

架空输电线路铁塔组立施工技术标准体系优化研究与建议

随着中国特高压电网的建设发展和铁塔组立施工工艺及配套施工装备技术水平的进步,以标准《750 kV架空送电线路铁塔组立施工工艺导则》（Q/GDW 112—2004）为核心逐步形成的整个架空输电线路铁塔组立施工技术标准体系存在部分内容重复、衔接性差以及在实际工作中适用性差等问题。因此需要系统梳理架空输电线路铁塔组立施工技术标准体系构成及存在问题,结合现有铁塔塔型特点、组立施工工艺特点和铁塔组立施工装备能力,提出进一步优化中国电力行业架空输电线路铁塔组立施工技术标准体系的框架结构,为铁塔组立施工提供技术支撑。     

轻型落地式回转双平臂钢抱杆的特殊环境组塔施工应用

向家坝-上海±800 kV特高压直流输电线路工程浙B标的线路走廊狭窄,地形特殊,铁塔组立施工难度大。针对这种特殊环境的输电铁塔组立,研制了轻型落地式回转双平臂钢抱杆应用于近电、复杂地形的高塔组立,并且取得了良好效果。此工艺可广泛应用于：特高压架空输电线路的角钢塔和钢管塔;山区和丘陵地区因地形限制安装对地拉线困难的塔位;临近带电运行的线路而无法安装对地拉线的塔位。     

铁塔倾斜实时监测系统设计及应用

电力、通信网络的覆盖面积越来越广,电力输电线路和通信线路中大量使用了铁塔,如高压输电线铁塔、通信基站铁塔等.文章针对近来时有电力输电线路和通信线路铁塔倾斜造成输电网和通信网络中断的情况,设计了一套采用微电子技术开发的低成本、高精度的铁塔倾斜实时监测系统.该系统基于ZigBee和GSM无线网络传输理论实现了对铁塔倾角信息...     

三维送电线路选线GIS系统建设与研究

针对当前GIS技术的发展和电力系统送电线路设计需求的不断提高,本文研究了三维送电选线GIS系统建设的可行性和必要性,利用数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、三维设备模型、海量数据处理等多种业界领先技术,通过断面图分析对杆塔进行排位优化,将三维模型、数字高程、断面图及其设备属性有机地结合起来,从而满足送电线路选线的需要。     

基于可靠性理论的特高压送电线路杆塔设计风速确定方法

特高压送电线路杆塔设计中,设计风速的合理取值关乎其结构安全。参照现行110～500kV送电线路风速取值及设计方法,提出了基于可靠性理论确定特高压送电线路杆塔设计风速的方法。首先确定目标可靠指标,然后确定设计风速相关参数,综合考虑可靠指标及经济指标后,确定设计风速最优参数。2条特高压送电线路杆塔设计风速的应用实例验证了该方法的有效性。     

视频差异化分析在输电线路杆塔防盗系统中的应用

针对当前电力输电线路杆塔塔材、导线等被盗现象频繁发生的问题,结合国内外研究现状,提出一种基于视频差异化分析技术的输电线路杆塔智能防盗监控技术。该技术采用基于Kalman滤波的背景差分法与Cam—shift相结合的目标检测跟踪方法,分析处理输电线路杆塔附近环境的视频图像并自动报警,实现智能监控。在山西省晋中供电分公司220kV输电线路杆塔防盗系统的应用实践表明,该方法可为电力系统安全提供有力保障。