不同初凝角下D形覆冰分裂导线气动力特性

通过刚性节段模型高频测力天平测力风洞试验,对D形覆冰二分裂和六分裂导线模型进行了13组不同工况的试验,测得了在不同初凝角下分裂导线整体和60°初凝角下各子导线的气动力系数,攻角范围为0°~360°,并以5°为各攻角间隔,基于邓哈托准则,对D形覆冰分裂导线的驰振稳定性进行分析。试验结果表明：初凝角对覆冰分裂导线气动力特性及驰振稳定性存在影响;在一定风攻角下,子导线尾流干扰对气动力特性影响显著,增大了导线的驰振不稳定性。所得试验结果为D形覆冰二分裂和六分裂导线的舞动分析及其防治技术提供了必要的气动力数据。     

分裂导线-间隔棒体系扭转刚度有限元分析

分裂导线的扭转刚度是分裂导线绕分裂圆中心扭转时整体具有的刚度,是导线对沿轴向施加扭矩作用的抵抗能力。针对分裂导线一间隔棒体系扭转稳定性问题．建立四分裂导线一间隔棒体系有限元模型,研究了间隔棒数量和次档距布置方式对分裂导线扭转刚度的影响。研究结果表明：分裂导线一间隔棒体系发生整雄扭转,其扭转刚度由档距中部向两端逐渐增大。导线使用的间隔棒数量越多,其扭转失稳临界扭转角越大、所需的失稳临界扭矩也越大,抗扭转失稳的能力增强。次档距布置方式对于分裂导线扭转刚度的影响不明显,但对导线的扭转失稳临界扭转角有一定的影响。     

扇形覆冰导线舞动特性数值模拟分析

以基于输电线路档间舞动为正弦半波的假设,考虑气动力与导线运动的速度耦合,利用DAlembert原理建立的扇形覆冰输电导线三自由度舞动方程,并依据工程实例中的相关参数,使用MATLAB软件对覆冰导线进行数值模拟分析,研究导线起舞的风速条件下,不同攻角对扇形覆冰导线舞动特性的影响。结果表明,利用水平、垂直及轴向3个方向上的舞动振幅判断输电导线舞动临界条件与实测结果比较接近,符合Nigol舞动机理。     

220 kV垂直排列双分裂导线粘连现象分析

为研究近年来广东省无间隔棒220kV垂直排列双分裂线路导线在负荷电流足够大时发生粘连的现象,对导线建立了精确的悬链线数学模型,比较了有限元法和解析法的优劣后用解析法在MATLAB环境下编制程序算出不同参数时子导线因电磁引力作用而粘连的临界电流值,得出了子导线粘连的临界电流随分裂间距、环境温度的增大而增大,随档距、风速的增大而减小的规律,并提出了通过控制分裂间距,档距改变临界电流大小的方法。     

Research on Ice-Shedding of Bundle Conductor-Svacers Svstem

针对分裂导线一间隔棒体系的覆冰脱落问题,建立了该体系的有限元模型。分析了分裂导线与合成单导线的覆冰脱落的差异以及分裂导线和间隔棒数量不同时的单根子导线脱冰时的响应。结果表明,如果要将n分裂导线的覆冰脱落问题用合成单导线来等效,则合成单导线的直径和覆冰厚度均要扩大√＂倍;脱冰档内的响应最大值一般位于最靠近跨中的位置;通常用来抑制导线舞动的间隔棒布置方法和布置间距的建议,在抑制由脱冰引起的间隔棒扭转问题上也有较好效果。     

分裂导线-间隔棒体系的覆冰脱落研究

针对分裂导线–间隔棒体系的覆冰脱落问题,建立了该体系的有限元模型。分析了分裂导线与合成单导线的覆冰脱落的差异以及分裂导线和间隔棒数量不同时的单根子导线脱冰时的响应。结果表明,如果要将n分裂导线的覆冰脱落问题用合成单导线来等效,则合成单导线的直径和覆冰厚度均要扩大n倍;脱冰档内的响应最大值一般位于最靠近跨中的位置;通常用来抑制导线舞动的间隔棒布置方法和布置间距的建议,在抑制由脱冰引起的间隔棒扭转问题上也有较好效果。     

特高压输电线路防舞装置的应用仿真

为保障特高压输电线路安全可靠运行,以郑州尖山真型输电线路试验基地特高压8分裂试验段为基础,开展了特高压输电线路防舞装置应用的仿真研究。首先建立了特高压8分裂线路和相地间隔棒的有限元模型,对8分裂线路模型进行气动激励和舞动时程分析,并对比相地间隔棒安装前后系统模型的响应情况;分析了相地间隔棒在不同预紧力、不同安装方式下的防舞动效果。仿真结果表明:安装相地间隔棒后,档距中点最大峰峰值较未安装时缩小了62%,动张力标准差减小了77.5%,舞动被明显抑制;同时,适当提高相地间隔棒的预紧力、配合一定预紧力逆风向与导线连接能够使相地间隔棒起到更好的舞动抑制效果。     

山东电网500kV输电线路舞动治理新型子导线间隔棒的设计及应用

山东电网500 kV输电线路防覆冰舞动治理,对于同塔双回线路,采用安装相间间隔棒的防舞治理措施。在分析整串相间间隔棒结构的基础上,对容易发生破坏的子导线间隔棒的结构进行了优化设计,联合金具及合成绝缘子厂家,研制出一种新型子导线间隔棒,其机械性能除满足普通分裂导线间隔棒性能外,还充分考虑线路舞动时,相间间隔棒的轴向拉(压)载荷,试验结果证明各项机械性能指标均满足设计要求,已广泛应用在山东电网的舞动治理线路上。     

新阻尼间隔棒试验

一、前言间隔棒的主要功能是保持分裂导线子导线的间距,然而,间隔棒的使用常常导致机械和电气的问题.机械上的问题常常是由风诱运动(Wind-induced motion)的动荷工况引起的.它的范围可以从难以觉察的但能引起损坏的微风振动和隐伏的子导线振荡,直到破坏性的脱冰舞动.所以,在间隔棒的设计中应考     

线夹回转式导线阻尼间隔棒防舞模型与评估方法

线夹回转式导线阻尼间隔棒是一种新器具,由于其应用的时间短,且受类型、数量、安装位置等因素的影响,还未形成完善的防舞效果评价方法.考虑这些影响因素,且为避免复杂的矢量运算,利用拉格朗日方程推导导线阻尼间隔棒体系覆冰时的导线运动微分方程组,计算了不同类型间隔棒和不同安装位置条件下导线舞动的时程响应;提出基于导线阻尼间隔棒设计参数和模糊数学理论的防舞效果评估方法.算例分析结果表明：线夹回转式导线阻尼间隔棒具有较好的防舞效果.此外,由于子导线的扭转角也会影响舞动防御的效果,故在此基础上提出增大导线扭转角的改进方法.     

覆冰导线舞动特性及其引起的导线动态张力

建立了覆冰导线舞动的三自由度物理模型,采用Fluent软件对覆冰导线的空气动力参数进行了数值仿真,在此基础上利用Simulink仿真模块进行了覆冰舞动的动态模拟,得到了覆冰导线舞动的基本特性。根据舞动引起的导线长度变化,计算了舞动引起的导线张力变化,分析了舞动幅值、半波数及线路档距等参数对张力变化量的影响。结果表明:舞动达稳定状态时,垂直方向和水平方向振动波形近似为简谐波;舞动轨迹近似斜椭圆;导线水平张力、悬挂点竖向张力分量变化量都随着舞动幅值增加、档距缩短、弧垂增加而增大;单个半波的舞动导致的导线张力变化范围最大,最易使导线损伤;舞动半波数的奇偶性对张力变化百分比有较大影响。     

架空输电线舞动的计算机仿真

为建立导线舞动的计算机仿真模型,研究导线舞动以及制定防舞措施,利用目前比较全面反映导线舞动特性的三自由度(3DOF)线路舞动模型,同时通过计算流体力学研究了典型覆冰导线的空气动力特性并得出其空气动力特性典线。基于上述导线动力模型和空气动力典线,设计了导线舞动的仿真计算程序。利用该程序对4分裂导线(包括子导线间隔棒)建立模型并进行舞动的动态仿真,同时输出导线舞动仿真的三维图像,从中可以形象直观地看到舞动的发展过程,为舞动特性研究以及防舞装置、防舞措施的研究提供了一个有力工具。通过该程序的扩展模块还可对各种防舞装置的防舞效果进行动态仿真。     

分裂导线体型系数试验研究

为研究分裂导线屏蔽效应对体型系数的影响,选取不同型号的导线进行实际导线节段模型风洞试验,分析导线截面、风速、风攻角、分裂数和流场等因素对分裂导线气动特性的影响。试验结果表明：双分裂导线体型系数在偏转临界位置前随风攻角的增大而增大,当风攻角达到临界位置以后,风攻角的增大对双分裂导线体型系数基本无影响;四分裂、六分裂和八分裂导线的体型系数随风攻角的变化呈先增大后减小的趋势,在某个角度有一个体型系数最大值;10%紊流度条件下分裂导线的体型系数均比均匀流场下的结果大10%~15%;紊流场条件下当风速为30 m/s时,试验得到的四分裂、六分裂和八分裂JL/G1A630-45导线的体型系数较设计规范中的取值分别减小了27.60%、24.38%和22.51%。     

覆冰导线空气动力系数数值分析

采用ANSYS12中的FLUENT模块模拟覆冰导线周围的空气流场,计算不同分裂导线在全迎风攻角下的升力系数、阻力系数及扭矩系数。首先通过将湖北省中山口三分裂导线的数值计算结果与风洞实验数据进行对比,验证了计算模型的精确度,然后运用该计算模型对部分多分裂导线的气动力参数进行计算分析,得到覆冰厚度、覆冰形状以及来流风速对气动力系数的影响,同时计算分析了导线间距与直径比对尾流的影响,得到的空气动力参数可为导线舞动研究提供载荷支持。     

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.     

薄覆冰导线气动力特性风洞试验研究

薄覆冰舞动是一种常见而又难以用传统理论来解释的现象,需采用风洞试验对薄覆冰导线的气动力特性进行研究。根据某工程舞动现场调查结果,设计了3种覆冰厚度导线模型做风洞试验,利用六分量高频天平测得在2种不同流场中准椭圆形覆冰导线模型的平均气动力。通过平均气动力系数的对比分析结果,指出Den Hartog系数不适合用来分析薄覆冰导线的舞动特性。在Den Hartog对导线舞动定性分析的理论基础上,提出了2个发生舞动的必要条件。通过试验结果的分析,得到薄覆冰导线可能发生驰振不稳定的风向角。     

覆冰舞动对导线及绝缘子串力学特性的影响

基于舞动引起的导线长度变化,笔者计算了舞动引起的导线张力变化,分析了舞动幅值、半波数及线路档距等参数对张力变化量的影响,并在此基础上分析了舞动对悬垂绝缘子串偏摆的影响.结果表明:导线水平张力、悬挂点竖向张力分量变化量都随着舞动幅值增加、档距缩短、弧垂增加而增大;单个半波的舞动导致的导线张力变化范围最大,最易造成导线损伤...     

安装失谐摆的大跨越分裂导线自由振动计算

安装了失谐摆的大跨越分裂导线振动特性的准确计算对于舞动分析和防舞设计有重要意义。文中基于子导线总位移的控制微分方程，推导得到子导线段自由振动的控制微分方程。针对导线运动的小应变和小转角特点，提出了大跨越分裂导线的一种新型三维有限元模型，它可以直接处理间隔棒上安装了失谐摆的情况，结合间隔棒对导线的约束关系，推导建立了单元质量和刚度矩阵，应用获得的公式体系对实际大跨越分裂导线进行了自由振动计算。注意到系统有丰富的侧向摆动模态，计算结果与实测结果的比较表明文中所用方法能有效应用于多档连续大跨越导线的动力特性的分析计算。     

Numerical analysis of overhead transmission line galloping considering wind turbulence

This study aims at clarifying the factors that cause transmission line galloping and the conditions influencing it, and at determining response evaluation indices of gallopings in turbulent flows. This is done using a three‐dimensional analytical method considering a large deformation. The analysis is based on four‐bundle transmission lines. Obtained results are as follows:

• 1 The occurrence of galloping in the smooth flow is limited by the combination of the following parameters: the initial angle of wind attack, the initial icing angle, and the wind speed. The galloping predominates mainly with one or two of the lowest in‐plane, out‐of‐plane, and torsional modes for the free vibration under the conditions that the transmission line is subject to dead load as well as static wind force. However, the galloping always occurs with torsional vibration.
• 2 The shape of the Lissajous figure for displacement depends on the initial angle of wind attack and the initial icing angle, as well as wind speed. The main shapes are vertically elliptic, horizontally elliptic, and a configuration having the shape of a horizontally rotated figure of eight.
• 3 The predominant frequency components of gallopings in turbulent flows are amplified and controlled by the turbulence intensity. Vibration frequency components unrelated to galloping increase linearly with rise in turbulence intensity.
• 4 There is a time lag of 30 s between galloping vibration and the fluctuating wind speed. The relationships between mean wind speeds and both trend components and standard deviations of galloping in turbulent flows closely correspond to those relationships during the smooth flow, and they can be obtained using the average time of 10 times the shortest vibration period of the transmission line. That is, the response values of transmission lines in the smooth flow can be utilized to estimate gallopings in turbulent flows. To estimate the maximum amplitude of a galloping, a peak factor of approximately 2.5 can be used. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 131(3): 19–33, 2000