四分裂新月形覆冰导线的气动绕流特性分析

对一种排列方式的四分裂新月形覆冰导线的气动特性进行了风洞实验测试和数值模拟计算,通过计算结果与实验结果的对比研究,确定了正确合理计算覆冰导线气动特性参数的方法。然后,对另一种工程实际中典型排列的四分裂新月形覆冰导线的气动特性进行了计算。最后,依据舞动机理对两种排列的四分裂覆冰导线的稳定性进行了讨论。结果表明:由于迎风前方导线对气流的屏蔽效应,使得尾流后方导线的气动特性受到影响,稳定性发生较大变化。其中排列方式、初始覆冰角度、覆冰厚度对屏蔽效果影响较大,而在工程中常用的间隔棒跨度的改变对屏蔽效果影响较小。     

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。     

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。     

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。     

特高压八分裂覆冰导线风场特性研究

针对特高压交流线路中的八分裂导线设计方案,通过流体动力学(CFD)的仿真分析计算,给出常见的新月形覆冰单导线和八分裂导线3个分量的风场特性参数,得到覆冰导线扰流的压力等高线和速度云图,从细观角度探明八分裂覆冰导线的风场扰流形式。     

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...     

输电线路导线覆冰舞动时力学特性分析

为了解决架空线路导线舞动引起的导线疲劳断线断股问题,基于架空线动态力学算法,提出了一种输电线路导线覆冰舞动时的力学特性分析方法,从力学角度确定导线断裂原因。首先将悬链线理论和斜抛物线理论等架空线理论进行对比,确定了算法所需的理论支撑;然后以所选取的架空线理论为基础,对输电线路覆冰导线静止时以及舞动时的力学特性进行了研究分析,推导出了导线覆冰舞动时的力学计算模型;最后,运用该力学计算模型提出了输电线路导线覆冰舞动力学特性分析方法,以荆门—宜兴500 kV一回线路导线舞动断裂为例,计算出了荆门—宜兴一回线路的舞动张力超过了其计算拉断力,存在断裂的可能性,并提出了防舞改造措施。对输电线路导线覆冰舞动时的力学特性分析方法进行验证后表明,该方法切实可行,对实际工程有一定的指导意义。     

输电导线覆冰舞动机理及防治措施

通过大量文献分析总结了输电导线舞动的形成原因、舞动机理和防舞措施。结果表明: 输电导线的舞动主要取决于覆冰、风激励、线路结构和参数; 目前导线舞动机理主要有Den Hartog 垂直振动和O.Nigol扭转舞动机理, 但不能解释所有类型的舞动现象, 此外还有低阻尼系统共振和动力稳定性舞动理论; 防舞措施可采取避舞、抗舞和抑舞措施, 这可在一定程度上防止舞动危害, 而防止导线舞动的根本方法是解决导线覆冰问题。     

220kV同塔双回双分裂导线防覆冰舞动的研究与设计

笔者从线路设计角度进一步定性分析了单(或双分裂)导线覆冰舞动机理,指出使用现有抑舞装置应注意的问题:单导线(地线)耐张线夹和悬垂线夹的固定导线(地线)结构使固定点附近的单导线(地线)扭转刚度很大,易形成偏心覆冰并诱发舞动,进一步扩散至档内中央;绞制的导线单丝沿线不连续覆冰使单丝应力分布不均,以致导线内部不稳借助风力发生...     

高压输电线路导线覆冰舞动分析与对策

导线覆冰舞动是架空输电线路覆冰灾害之一。研究导线不均匀覆冰形成的原因与影响因素,建立导线不均匀覆冰力学模型,求出导线覆冰舞动启动的风速条件。介绍了目前我国尚未广泛应用的相间间隔棒和带旋转线夹的导线间隔棒等两种导线不均匀覆冰舞动防御装置的工作原理与构造。     

等效扩径导线与分裂导线覆冰比较

覆冰地区的输电线路覆冰将对电网的安全稳定运行产生严重威胁,甚至导致大面积停电。考虑到扩径导线具有覆冰少、表面电场强度低等优点,在覆冰地区采用扩径导线有望降低输电线路的冰灾事故。为此结合导线覆冰形成机理,在雪峰山野外站对导线覆冰与其直径的关系进行了十余年的观测统计分析,并对扩径导线替代n(n=4, 6, 8)分裂导线的3种方案的覆冰特性和机械特性进行对比研究。结果表明:导线覆冰与其直径的关系满足导线直径越大,水滴碰撞率越低,覆冰量越少;与普通分裂导线相比,采用有效导电面积相同的扩径导线代替分裂导线,其传输能力相同,但覆冰量减少约60%～70%,提高了输电线路的抗冰强度,且其机械特性也优于多分裂导线。该研究结果可为覆冰地区的高压、超高压以及特高压输电线路采用扩径导线替代分裂导线实现冰灾的有效防治提供新思路和数据参考。     

覆冰架空导线舞动跳闸概率计算新方法

覆冰导线的舞动严重威胁着电力系统安全稳定运行,如何准确地计算覆冰导线舞动导致的输电线路跳闸的概率成为备受关注的研究课题之一。提出了基于舞动运动方程、气象信息及故障信息相结合的覆冰导线舞动的跳闸概率计算新方法。首先由风速与冻雨量的历史样本获得风速与冻雨量的概率分布函数,然后根据牛顿定律建立了覆冰导线的单自由度舞动模型;进而,采用里茨-伽辽金方法求解舞动模型,获得了以风速和覆冰厚度为自变量的舞动幅值解析表达式;基于已获得的风速与冻雨量的概率分布函数,获得与二者为函数关系的覆冰厚度的概率分布函数,进而获得舞动幅值的概率分布函数;最后,根据覆冰舞动跳闸的历史故障记录所获得的泊松分布求得覆冰导线舞动幅值越限及短路故障的联合概率,结合贝叶斯公式获得舞动幅值越限条件下的覆冰导线舞动跳闸概率。算例证明了该方法的正确性及有效性。     

架空输电导线覆冰及舞动在线监测技术综述

近年来,架空输电线路的覆冰和舞动在线监测技术取得了长足的发展。介绍导线覆冰舞动造成的危害、覆冰舞动的产生机理和监测方式以及导线覆冰舞动在线监测技术国内外的应用现状和发展趋势;重点介绍了光纤传感器在输电导线覆冰舞动监测技术应用中的优越性。     

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...     

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。     

架空输电线路分裂导线扭转刚度及舞动机理分析

分裂导线因具有比单导线大得多的扭转刚度而更容易发生舞动,分裂导线扭转刚度是分析其舞动机理的关键因素。为此,基于对分裂导线扭转过程中能量增量的分析,建立了分裂导线扭转刚度的计算公式,并开展了真型分裂导线扭转试验,试验结果与公式计算结果比较相符,验证了该公式的准确性和可行性;以该扭转刚度计算公式为基础,通过建立导线逐渐覆冰的计算模型,对比分析了分裂导线和单导线上导线覆冰形状的不同,并引入覆冰不均匀系数来表征导线表面覆冰的不均匀程度,通过计算表明,分裂导线的覆冰不均匀系数大于单导线,且随着覆冰厚度的增加,2者之间的差距更加显著,由此从理论上验证了分裂导线比单导线更容易发生舞动的结论。     

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。