窄基塔风振系数分析

窄基塔作为风敏感结构,风荷载常常是其主控因素,而现有杆塔规范中无法获取窄基塔风振系数。为解决这一问题,本文以某一110kV直线型窄基角钢塔为工程背景,利用ANSYS建立有限元模型进行数值仿真计算,获得结构自振动力特性。在考虑节点风荷载空间相关性的基础上,利用Davenport谱对结构风荷载进行了准确模拟。结合动力时程计算方式对结构进行风振响应分析,计算得到窄基塔的风振系数,并与现行杆塔规范进行比较。研究表明,窄基塔风振系数随塔高增加而增大,在横担处出现突变。模拟得到窄基塔各段风振系数与规范值相差20%左右,塔腿及横担处相差更大。最后,基于动力时程计算结果提出了工程适用的窄基塔风振系数简化计算公式,为窄基塔的大范围使用提供便利。     

不同横担长度T型输电塔风致响应及风振系数研究

为了研究横担长度对特高压T型输电塔的影响,建立了4种横担长度T型输电塔的有限元模型,利用时域与频域方法计算了风致响应,根据惯性力法得到了风振系数并与规范值进行了对比。结果表明特高压T型输电塔横担长度对横担响应的影响显著,现行规范均无法体现T型输电塔的扭转效应,容易低估横担端部的风振系数。文中计算结果为T型输电塔合理设计提供了参考。     

特高压直流线路复合转动横担关键制造技术及电气试验

针对特高压直流输电线路复合转动横担的关键制造技术进行研究,通过对复合横担硅橡胶材料、复合材料及端部连接工艺进行研究,给出改进后的材料参数值,并结合复合横担的结构尺寸进行电气试验,确定试验方法对试验结果进行分析,结果表明:设计的复合转动横担结构和设计尺寸满足工程应用要求。     

500kV单回路复合横担塔塔线体系动力响应分析

输电线路的断线及覆冰脱落会引起电线的横向摆动和上下振动,导致电气设备的损坏,并引起整个输电系统的振荡,严重威胁着输电线路的安全性。本文基于500kV单回路三向复合横担直线塔这一设计塔型,通过有限元仿真分析,建立了500kV单回路复合横担直线塔的有限元梁杆模型及3塔4线塔线体系模型。在设定的动力工况下对输电线路的断线及覆冰脱落进行了动力计算,分析整塔及导线响应的变化情况。验证复合材料杆塔结构优化及计算结果的合理性和可靠性,并为后续工程实际应用提供参考。     

复合绝缘横担在110 kV输电线路改造工程中的应用研究

复合绝缘横担以其诸多优点，已在国内多个试点工程中成功应用，为确保这一新产品安全可靠的运行，从实际工程角度出发对复合绝缘横担进行深入研究。本研究以110 kV直线水泥双杆为例，选用环氧实心棒作为复合绝缘横担的芯体，分析了3种复合绝缘横担结构方案的受力特点，设计了4种横担端部节点方案，并从构件抗弯和抗压稳定性两个方面分别给出了选型结果和选用方案。复合绝缘横担改造后，由于取消了悬垂绝缘子串，为了满足导线防雷要求，提出了提升避雷线的解决方案。复合绝缘横担改造过程中，由于不重新紧线且导线悬挂点提升的高度较小，导线张力和弧垂基本没有变化，仅改造杆位的垂直档距和导线对地距离有小幅度增加。由于提升避雷线高度，会大幅增加电杆的弯矩，如果采用此方法，需对电杆进行加固处理。角钢塔复合绝缘横担根部建议采用铰接连接或者两根撑杆呈三角形布置，尽量减小根部产生弯矩作用。     

220kV复合绝缘材料横担防雷性能研究

运用电磁暂态软件ATP-EMTP建立220kV复合材料横担输电线路模型,分析对比了复合横担输电杆塔和酒杯塔A、B、C三相临界反击闪络雷电流的大小,并分析了不同冲击接地电阻、不同工频相角下复合材料横担塔反击、绕击耐雷水平以及最大绕击电流,验证复合材料输电杆塔耐雷性能优于常规酒杯塔,为复合横担的结构设计与优化提供参考。     

山区220kV双回错层横担直线塔设计及真型试验研究

山区220k V双回错层横担直线塔CCHDT1-30采用一种新的技术和设计理念,即通过将杆塔上下山坡侧导、地线横担进行错层布置,降低下山坡侧导线对地距离,充分利用上、下山坡侧横担的有效高度,提高线路的绕击耐雷水平。在CCHDT1-30塔结构设计过程中,对杆塔塔型优化、杆塔内力等进行研究,完善杆塔设计。CCHDT1-30塔成功通过了真型试验,说明双回错层横担直线塔结构设计合理,能有效传递设计荷载,可在山区输电线路工程中推广使用。     

窄基塔高度根开比优化的研究

针对窄基塔的特点,建立了窄基塔体强度简化验算公式;依据《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》中对输电塔顶部挠曲度的控制条件,采用有限元方法,提出对窄基塔高度根开比进行优化的方法.结合工程实例,对窄基塔进行了优化和经济性分析,得出了用料合理、占地面积更小的窄基塔型.结果表明,优化方法可行,具有良好的经济效应和推广应用价值.     

F型特高压输电塔风振响应分析

F型输电塔在电网走廊较为紧张的地区有较为广泛的应用前景,目前关于F型输电塔风振响应方面的分析还较少。以某F型输电塔作为研究对象,采用有限元软件ANSYS研究了单塔与其塔-线体系的动力特性,并进行了风振动力响应分析。分析结果表明,考虑导线的影响会提高输电塔的刚度,同时对整体结构的扭转具有抑制作用;下横担扭转角相对塔顶角与上横担扭转角更大,在设计时需要更多地考虑下横担处的扭转,并做相应的结构加强处理。     

±1100kV输电塔风振响应及风振系数研究

随着电力行业的发展,特高压输电成为越发重要的输电方式,但由于设计不合理等原因引起的风致倒塔事故频繁发生,输电塔抗风设计日益重要。本文以准东-华东±1100kV输电线路工程为背景,采用有限元方法对37m/s大风区典型长横担单回路输电塔结构进行风振响应分析,研究不同风速、风向和结构形式下此类输电塔的风振响应,探讨风速、风向和塔型对输电塔风振系数的影响,分析得到输电塔塔身及横担的风振系数,与相关规范值进行比较,给出1100kV直流线路工程设计中风振系数的取值建议。     

高压输电线路复合横担受力性能研究

针对500 kV线路和220 kV线路采用玻璃纤维增强复合材料制造的复合横担开展受力性能研究,进行不同荷载工况下两类复合横担的静力试验和数值分析,考察承载和变形性能,分析极限承载能力。研究结果表明:各试验工况下复合横担整体稳定,连接可靠;各应变或位移测点的有限元曲线与试验曲线比较吻合且基本呈线性关系;各测点的残余应变或位移在卸载后均较小;两类复合横担整体均处于弹性工作阶段且均具有一定安全储备,500 kV线路和220 kV线路复合横担的极限承载为各自最不利工况下设计荷载的2. 9倍和1. 7倍。     

110 kV混压六回路窄基角钢塔重力二阶效应分析

电力输电线工程中窄基角钢塔是一种新型塔,该塔具有施工简便占地面积小等优点。基于P-Δ效应的概念和分析方法,建立了110 kV混压六回路窄基角钢塔的有限元模型。然后采用有限元法和理论结合对窄基角钢塔结构进行了重力二阶效应(P-Δ效应)分析,根据计算结果讨论P-Δ效应对窄基角钢塔结构受力性能影响。     

±800kV直流复合横担塔斜拉复合绝缘子均压环优化设计

输电线路复合横担铁塔能有效提高其风偏闪络、鸟粪闪络和覆冰闪络性能,降低杆塔高度和提高导线对地距离等优点,在特高压输电线路中得到了实际的运用。但根据现场运行经验,发现复合横担铁塔斜拉绝缘子的均压环固定螺栓有轻微电腐蚀,可能是由于该处电场强度较高,在一定的环境条件下易发生电晕放电。因此建立了±800 kV直流输电线路复合横担铁塔三维仿真模型,研究了双均压环结构下大均压环管径、环外径和抬高距对斜拉复合绝缘子、支柱复合绝缘子、均压环和固定螺栓表面的电场分布的影响。根据绝缘层和金具表面控制电场强度要求值对大均压环结构参数进行优化设计,然后按照优化方案对实际线路进行了改造,现场运行情况良好。本结果可供±800 kV直流输电线路复合横担塔斜拉绝缘子均压环的运行、维护和改造提供参考。     

500kV输电线路拉线门型塔屈曲分析

500kV输电线路LM21拉线门型塔,在运行中该塔拉线点处塔身腹材严重变形。应用有限单元法对该塔的不同荷载工况进行了屈曲分析。结果表明,在覆冰荷载和导线不平衡张力荷载下,该塔横担下边框拉线连接处腹材屈服。分析后通过简化真型塔试验验证了计算结果的正确性。最后对铁塔进行了改进验算,将横担下边框腹材规格由80mm×80mm×6mm改为120mm×100mm×14mm时,铁塔强度满足设计要求。     

跨越高速铁路输电杆塔可靠度分析

研究了跨越高速铁路输电杆塔可靠度水平,对跨越高铁电力线路安全可靠性进行评价。根据实际工程,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了包含两基直线塔、两基耐张塔与三跨输电线的输电塔-线体系三维有限元模型。采用改进的一次二阶矩法(JC法)计算输电杆塔单根杆件可靠指标,利用窄界限法对杆塔体系可靠指标进行分析。综合考虑了0°,45°,60°以及90°风等荷载与覆冰荷载共同作用的影响,基于MATLAB软件编制的计算程序,分别计算了各工况下杆塔的可靠指标。研究结果表明:在设计风速下,考虑覆冰荷载时,呼高48,51 m的杆塔中可靠度水平最低的杆件均位于塔的横担处;呼高48,51 m的输电杆塔的整体可靠指标分别为3. 518与3. 590,稍低于跨越高铁线路输电线路杆塔目标可靠指标3. 7的要求。     

输电线路钢管杆多边锥形横担抗弯承载力试验和设计理论研究

探讨输电钢管杆横担抗弯强度及端部连接角焊缝抗弯强度的设计方法,开展3个相同规格设置不同加劲肋横担抗弯承载力特性试验、非线性有限元模拟和理论分析,探讨高压输电线路钢管杆截面为多边形的锥形横担抗弯承载力试验和设计理论。以锥度、径厚比为变化参数对锥形钢管横担进行一系列有限元模拟,并结合试验结果提出适合此类横担的抗弯承载力计算公式。研究结果表明:加劲肋对锥形钢管横担的极限承载力几乎没有影响,但能有效减小焊缝受力,避免焊缝的撕裂;随着锥度的降低,锥形钢管横担抗弯承载力降低,建议锥度取0.6;采用Q345钢材时,锥形钢管横担径厚比限值不应超过120。提出一个适用于锥形钢管横担抗弯承载力计算公式,并与有限元模拟值进行对比,可为工程设计提供参考。     

跨越高速铁路输电杆塔静力可靠度分析

跨越高速铁路输电杆塔是整个输电线路大跨越工程中重要的组成部分。本文选取一基500kV跨越高速铁路输电杆塔作为研究对象,采用ABAQUS有限元软件建立了其三维有限元模型。基于改进的一次二阶矩法(JC法)和窄界限法,对可变荷载与永久荷载共同作用下的输电杆塔进行了可靠度分析。研究结果表明,考虑10mm覆冰荷载时,输电杆塔中可靠度水平最低的杆件多数位于塔的横担处,少数位于塔腿处;输电杆塔的整体可靠度分别为4.6269,高于跨越高铁线路输电线路杆塔目标可靠指标3.7的要求。研究结果可以为跨越高速铁路输电杆塔的可靠度评估提供重要的参考依据。     

钢结构塔架材料密度对振动频率影响研究

该文旨在通过灵敏度分析来研究材料密度的变化对输电塔结构的自振频率的影响。在用有限元方法建立模型之后对模型采用微分灵敏度分析方法计算密度与结构的固有频率之间的关系。研究表明:在将塔架杆件进行分组后可以很明显地看到各个不同的位置对密度变化的反应。主材和横担在密度增加单位大小时引起整体结构的固有频率波动最大。对于输电塔的一阶和二阶振型而言,塔身主材和横担杆件的密度是主要的影响因素。而对于三阶振型而言,横担占据上风,成为了三阶频率的最大影响部位。     

复合横担在1000kV特高压交流输电双回路铁塔中的应用探讨

主要对复合横担应用于特高压交流输电线路的意义及可行性作了分析论证。从复合横担材料及结构的电气性能、电磁环境影响、复合材料构件受压承载性能等方面出发,分析论证了复合横担应用于特高压交流输电线路的主要制约因素,并结合工程实际情况,提出了推荐复合横担杆塔的设计方案并分析其经济效益。     

1000 kV双回直线塔V形串关键技术的研究

以国内某1000kV交流输电线路工程SZC301型双回直线塔为研究对象,研究了1000kV双回直线塔“V”形悬垂串关键技术及其夹角的取值,采用综合高差系数法比较了Ⅰ型悬垂串和“V”形悬垂串在工程设计中对排塔定位的影响,使复合绝缘子“V”形悬垂串更加安全可靠运行.为确保“V”形悬垂串中的2支复合绝缘子始终受拉而不受压,当基本设计风速V=30 m/s,1 000kV双回直线塔上、中导线横担“V”形串夹角不宜小于100°;当基本设计风速V=27m/s,1000kV双回直线塔上、中导线横担“V”形串夹角不宜小于90°.首次采用综合高差系数法推导出1000kV线路“V”形串的摇摆角检验曲线方程,确保“V”形串在最大设计风速下安全可靠运行.