大跨越输电塔—线体系脱冰振动模型试验

输电线路脱冰振动响应给电网的正常运行带来重大的安全隐患。为精确分析大跨越输电塔—线体系中导地线脱冰对铁塔造成的动力冲击响应,以晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压输变电工程中的黄河大跨越段为原型,对覆冰条件下五塔四档线塔—线体系模型的脱冰冲击响应进行了模拟试验,通过对比分析塔—线体系在不同脱冰工况下杆塔的动力响应,获得输电杆塔的最不利脱冰工况,找出了输电塔在脱冰冲击作用下的最不利位置。利用ANSYS软件建立与试验模型相应的输电塔线体系模型,采用完全法瞬时动力分析模拟导、地线脱冰,提取各个测点应变,所得结果与试验结果吻合。     

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。     

高寒地域静冰压力对输电塔影响的数值分析

以大庆地区输电线路铁塔入冬后底部结冰致使输电塔遭到破坏为例,建立冰层—输电塔腿模型,并运用有限元分析软件ANSYS分析水结冰产生静冰压力对输电塔的影响。模拟结果表明,冰层因温度升高而膨胀从而产生静冰压力,冰层在冻结过程中对置于其中的输电塔产生横向剪切作用,致使塔材产生弯曲,从而改变了输电铁塔塔材原有的传力方式,塔腿部分在铁塔自重、风荷载与静冰压力组合作用下发生破坏和变形,严重时可导致输电塔倒塔,从而影响供电可靠性。     

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。     

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。     

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。     

110 kV六回路耐张塔受力性能分析

采用TTA和ANSYS有限元软件对110 kV六回路耐张塔进行分析，比较两者在大风、覆冰、不平衡张力等多个工况下的力学性能。研究结果表明：风荷载是影响六回路耐张塔体水平位移的主要因素；TTA和ANSYS在分析输电铁塔构件轴力时两者精度较高；考虑几何刚度变化和P-Δ效应后，输电塔塔顶水平位移增量较小；采用TTA程序设计铁塔结构时，对塔身主材等受弯矩影响较大的部位应考虑弯曲应力影响。     

滑坡区输电铁塔安全性分析与评价

架空输电线路不可避免的要跨越山区地带，很容易遭受到滑坡地质灾害的袭击。位于滑坡区的输电铁塔会发生变形，威胁输电安全。以滑坡区某500 kV输电线路332号铁塔为研究对象，把滑坡作用和三种气象工况组合得到3种综合工况，利用ANSYS对其进行有限元计算，分析构件力学特性，研究3种综合工况铁塔倾斜位移与塔脚位移、最大应力和控制应力间的变化规律。最后，建立了输电铁塔安全性评价模型，用于不同阶段滑坡作用下输电铁塔的安全性评价。结果表明，对滑坡区输电铁塔应以第一道横隔面杆件应力监测为重点，最低温综合工况是最不利工况。研究结果对同类滑坡条件输电铁塔的安全性评估具有参考意义。     

基于牛顿〖CD1〗拉普森迭代法的输电导地线找形研究

基于悬索结构的找形理论,通过预先设定导地线的初应变以表征初应力来建立输电塔线体系的有限元模型,在重力荷载作用下采用牛顿—拉普森迭代算法计算输电导地线找形。结果表明,该方法可较准确得到输电导地线的线形和内力,收敛快、计算精度、运算效率高,可为输电导地线及其他大跨缆索结构的找形和施工控制提供借鉴。     

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。     

抗冰过载保护金具对输电线路的影响分析

针对抗冰过载保护金具生效后对输电线路的影响,以SZ1双回直线塔为例,建立三塔四线的有限元模型。采用非线性有限元找形方法找形,分析塔线体系在均匀覆冰、不均匀覆冰下铁塔的极限承载力,确定塔线分离控制荷载。结果表明,抗冰过载保护金具生效时导线脱落引起的冲击力,可使相邻杆塔和本塔预安装的抗冰过载保护金具生效,使导线脱落完成卸载,起到了保护铁塔的作用。     

输电铁塔主材加固方法试验

设计时间较早的塔型没有考虑风压高度变化系数，最大设计风速偏低。对原有铁塔进行加固补强，提高其抵抗大风的能力，保证铁塔的安全运行迫不及待。通过试验对背靠背主材加固措施进行探讨，考虑连接板形式以及连接螺栓个数对加固后承载力的影响，在试验的基础上提出加固优化方案，为同类塔型的加固补强提供参考。     

超高输电塔结构设计安全性研究

采用结构大变形和三维梁单元理论探讨了超高输电塔结构的设计安全性。重点研究了电力行业通用分析设计程序TTA在超高塔中的适用性。西安南郊同塔750kV、330kV四回路超高输电塔结构的分析结果表明：TTA程序设计的西安南郊输电塔结构,大变形的影响不显著,采用较简单的小变形分析是可以满足设计要求的;采用TTA程序分析设计的超高输电塔结构,刚度和强度均可满足工程要求,程序的适用性是可以保证的,但塔体结构的最大应力ANSYS分析的结果要略大于TTA程序,应引起工程设计的注意。     

冲击电晕对1 000 kV交流输电线路耐雷水平的影响分析

为分析冲击电晕对1 000kV特高压交流输电线路耐雷水平的影响,针对现有电磁暂态仿真软件并无电晕模块、且只建立相导线上电晕模型而忽略避雷线上的电晕所存在的不足,基于电晕库—伏特性,采用ATP-EMTP软件分别建立了避雷线与相导线的电晕等值电路模型,并与Jmarti线路相结合,仿真分析了1 000kV交流输电线路反击与绕击耐雷水平。结果表明,不论考虑工作电压与否,与不计电晕相比,计及电晕可使1 000kV交流输电线路的反击耐雷水平提高近21%,绕击耐雷水平提高40%以上,为1 000kV特高压交流输电线路防雷设计提供了参考。     

可扩展式高压输电线路光纤点式传感网络技术研究

针对高压输电线路运行状态监控采用有源电信号传感器存在的问题,以高压输电线路准分布式全光监测网络的设计和架构为例,基于FBG光纤传感、波分复用光纤信号传输和光纤网络拓扑技术,架构了新一代可扩展式无源输电线路全光监测网络,实现了单根光纤通道监测一条输电线路上多基杆塔的导线温度、金具温度、导线微风振动、绝缘子状态、杆塔倾斜等状态量。对比传统光学检测技术,并通过现场挂网式运行结果表明,该技术可实现多基杆塔状态监测,可满足电力系统安全稳定运行需求。     

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。     

220 kV贺青甲线路耐张杆塔跳线断股成因及对策

基于220kV贺青甲输电线路#1～#84段共15基耐张杆塔跳线断股现状调查,对不安装间隔棒垂直排列型式的双分裂输电线路耐张杆塔跳线断股原因进行分析,并提出了增大固定上跳线与耐张金具间距的解决措施,通过改进FJQ-405球绞型间隔棒、实施安装跳线防磨间隔棒的防跳线断股方案,使该线路跳线断股数量由12处减至1处,运行效果良好,已推广应用至相同排列型式的垂直双分裂线路上。