10kV配电线路防风拉线加固的有限元建模与应力分析

针对10 kV配电线路防风拉线加固策略缺乏理论依据的问题,对双回路配电线路的防风拉线加固策略进行数值研究。为此,建立耐张段的杆-线耦合有限元模型,分析线路杆塔全段安装拉线加固和隔杆安装拉线加固2种策略在不同风速下杆塔的变形、钢筋应力和拉线应力,并将计算结果与杆塔未加固的情况进行对比,讨论不同策略的加固效果。所得结果表明,全段安装拉线可以提高配电线路的整体抗风能力,隔杆安装防风拉线对提升整个耐张段的抗风能力效果有限。实际工程中,对于强台风地区应尽可能采用全段加固策略。     

输电铁塔构件的夹具式与打孔连接式加固方法的试验研究

由于输电设备的更新升级对输电杆塔提出了特定的结构承载力要求,我国现存的输电杆塔结构亟待合理的改造和加固。输电杆塔主材一般采用不加固原截面形式、夹具连接形式、十字板打孔连接形式、一字板打孔连接形式这4种连接形式。本文采用21组试验工况进行了主材角钢的轴心受压静力加载试验,得出了加固后主材角钢的荷载-位移曲线、极限承载力以及荷载-应变曲线;并通过与未加固构件承载力的对比,研究了连接形式、加固位置、加固点数量对加固效果的影响。     

强风作用下输电塔风致倒塔机理和抗风加固方法探讨

输电塔线体系是一种风敏感结构体系,在强风作用下的输电塔的破坏事故时有发生.通过调研输电塔线体系在强风作用下的倒塔情况,分析了输电塔线体系的抗风薄弱部位和倒塔机理.采用规范方法进一步分析了输电塔倒塔原因.对输电塔的薄弱部位进行了加固处理.研究表明,通过在输电塔的薄弱部位进行加固处理后,其抗风能力得到了显著增加.     

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。     

110~500 kV输电线路典型设计

介绍了推广和应用输电线路典型设计的目的和主要设计条件，并按照输电线路电压等级、回路数、气象条件、导线截面、适用地形、铁塔型式和海拔高度等划分了36个模块、486种塔型，对杆塔规划、杆塔结构优化、主要技术特点等进行了详细说明；对输电线路典型设计综合效益进行了对比分析；最后介绍了输电线路典型设计下一步重点工作。     

地质灾害对超高压输电线路杆塔杆件失效影响分析

地质灾害容易导致输电线路杆塔基础发生移动和变形,造成杆塔结构失效甚至损毁,严重影响输电线路的安全稳定运行。针对地质灾害导致的某500 k V杆塔结构受损问题,提出一种基于第四强度理论的判断杆件失效的方法,可准确判断杆件失效部位和失效程度。利用ANSYS软件建立杆塔精细化有限元模型,施加地质灾害下各工况塔基约束条件,基于失效判据对杆塔应力进行分析。结果表明:塔基沉降量达29 mm时,塔腿上横隔面交叉材屈曲失稳;沉降量达76 mm时,塔腿主材失效。塔基沉降和倾斜对杆塔破坏最为严重,塔基侧滑对杆塔影响较小。根据塔材失效的特点,提出杆塔结构加固及灾害监测与预防的建议,结合工程实际,为地质灾害下杆塔的稳定性分析及处理提供一定的指导作用。     

基于PnPoly算法的杆塔所属风区研判及风速配置校核研究

风载荷是输电线路杆塔的主要载荷,设计风速的取值直接影响线路运行安全和工程造价.随着气候条件的变化和风区图的迭代,输电杆塔设计风速与风区环境的偏差愈加明显,对电网安全带来威胁.本文提出一种基于PnPoly的杆塔所属风区研判方法,在对每级杆塔所属风区进行准确研判的基础上,结合PMS系统中的杆塔数据,给出设计风速配置校核模型...     

基于稳健性原则的高压输电钢管杆塔优化设计

提出了基于稳健性设计的高压钢管杆塔设计思路,以东莞设计院3款不同类型钢管杆型设计方案进行了实例分析.其中基于ANSYS软件等对输电钢管杆在复杂载荷作用下的挠度和应力分布进行了有限元计算.分析结果对钢管杆设计提供了较为可靠的参考,同时可根据仿真结果对设计方案进行校核和改进,提高了输电杆塔设计效率和可靠性.     

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。     

采空塌陷区输电杆塔基础变形率限值研究

采空区地表塌陷会引起输电杆塔基础发生滑动、沉降等变形,严重时甚至会造成杆塔倒塌破坏。为研究采空塌陷区输电杆塔的破坏规律,分析了某500 kV线路在不同基础变形条件下的杆塔倾斜率、基础变形率。研究发现：基础变形率相比杆塔倾斜率能够更好地判断采空区输电杆塔的状态;杆塔的基础变形率限值在不均匀沉降下为0.5%,水平相对变形下杆塔轻微破坏为1.0%,严重破坏为2.0%。研究结果为采空区输电杆塔抗基础变形的承载力设计及杆塔安全状态监测与评估提供了重要参考。     

降低杆塔冲击接地电阻的有效方法

输电线路的跳闸原因大多由雷击引起,降低输电线路雷击跳闸率的主要措施之一是降低线路杆塔接地装置的冲击接地电阻。通过对杆塔接地装置的基本冲击特性的论述,提出了降低杆塔接地装置冲击接地电阻的基本原则。介绍了采用接地模块环形集中接地方式对线路杆塔接地装置进行防雷接地改造的基本方法,总结了采用该方式对一条输电线路杆塔进行接地改造后的效果。     

风雨对导线—杆塔空气间隙工频放电特性的影响

针对近年来频繁发生的风偏事故,分析认为强风及暴雨是使导线—杆塔空气间隙工频放电电压降低的一个重要原因。采用1:1模拟杆塔-导线结构,首次系统地试验研究了雨水、大风及风雨组合对导线—杆塔空气间隙工频放电特性的影响。结果表明降雨、风速、风向、风雨组合都会影响到空气间隙的工频放电特性,在一定条件下会使其放电电压明显降低。研究结果可为恶劣气象条件下输电线路最小间隙距离设计提供技术依据,降低输电线路风偏放电故障及事故率,提高输电线路的安全运行水平。     

基于GIM的高压架空输电线路杆塔等效模型构建

为确保构建的杆塔等效模型与输电工程实际具有较高的适配度,引进GIM技术,设计一种针对高压架空输电线路塔杆等效模型的全新构建方法。结合高压输电所在区域的实际条件,获取场地多源渠道数据,设计三维建模场景;利用GIM技术建立针对高压架空输电线路杆塔的空间结构模型,以此为依据对等效模型中的各个节点进行拼接设计;根据输电线路塔杆平行导体理论,明确导体之间存在互感效应,补偿并修正杆塔等效模型波阻抗系数,完成杆塔等效模型的构建。通过实践证明,设计的模型在实际应用中具有可行性,可实现对电网不同作业条件与作业环境的模拟,从而掌握雷击条件下杆塔不同接地段的过电压变化趋势。     

导电混凝土技术对山区输电线路接地降阻作用研究

在土壤电阻率较高的山区,输电线路接地工程存在施工场地受限、接地沟开挖困难等问题,很难将接地电阻降至运行要求值。针对该难题,提出一种新型降阻方案,该方案使用碳纤维导电混凝土技术,充分利用杆塔基础自然接地,提升接地效果,尽可能减小人工接地规模。利用CDEGS软件平台搭建杆塔接地系统模型,对采用导电混凝土基础的杆塔接地系统的工频接地电阻进行仿真计算,计算结果表明,与常规接地设计相比,杆塔基础采用导电混凝土作为自然接地体,接地散流效果更好。另外,对施工环境较差的塔位来说,采用导电混凝土技术,在满足接地电阻要求的前提下还可以明显减小人工接地规模,具有一定的经济优势。     

杆塔接地网接地模块降阻效率与影响因素研究

输电线路杆塔接地网在外延、垂直接地降阻措施受限时常采用辅助降阻材料降阻,实际杆塔接地工程采用接地模块进行接地降阻时缺少统一规范的指导,在应用时存在一些盲目施工、降阻效率低等问题。本文采用防雷接地领域中通用CDEGS软件对输电线路杆塔接地网采用接地模块降阻时的影响因素进行仿真计算。首先,针对一字型接地网采用接地模块时的敷设位置和密度进行仿真;其次,对常见的方框射线型接地网采用接地模块降阻时的降阻效率进行分析;随后,分别分析了土壤电阻率与土壤结构对接地模块降阻效率的影响规律;最后,针对实际输电线路采用接地模块降阻给出相应施工建议。本文研究结论可为输电线路防雷、杆塔接地网降阻施工提供参考。     

强风作用下输电线路的脱冰响应研究

在强风作用下,输电线路的脱冰过程会产生冲击效应并缩短相间距离,极大增加了电气事故发生的可能性。该文基于新疆某线路局部区段的实际参数,建立强风作用下“导线-绝缘子”的脱冰响应有限元模型,分析了在不同风速、风攻角条件下输电线路脱冰档最大弧垂处的位移、不平衡动张力和各相间的最小距离。结果表明：风攻角对异形覆冰导线的气动系数与风载增大系数存在明显影响;在强风条件下的动张力幅值具有超过设计抗拉强度的情况,存在断线的可能;强风作用下输电线路的脱冰过程相较其初始构型位置是一种向上偏斜的位移过程,存在相间距离显著减小情况,运行时放电风险的概率远远超过无风脱冰工况。该文针对强风作用的输电线路进行研究,探究了复杂工况下的脱冰响应特征和运行时的放电风险,为输电线路在强风天气下进行紧急防冰、除冰技术提供一定的参考。     

±800kV与±500kV同塔双回直流输电线路防雷性能

准确评估高压直流输电线路的反击和绕击耐雷性能,对线路的设计和施工具有重要的意义。基于杆塔的多波阻抗模型,采用相交法作为绝缘子闪络的判据,采用改进的电气几何模型(electric geometry method,EGM)作为绕击跳闸率的计算方法,研究了3种不同塔型的±800 kV与±500 kV同塔双回直流输电线路的反击、绕击耐雷性能及其影响因素。结果表明:线路反击性能随杆塔高度的降低、接地电阻的减小而增强;线路绕击耐雷性能随地面倾角的减小、保护角的减小和杆塔高度的降低而增强;杆塔的塔型和导线排列方式会影响防雷性能,并通过对比得到最佳布置方案,同时给出相应的建议。     

面向采空区的输电线路杆塔设计优化方法

由于现有输电线路杆塔材料弹性较差,且本体结构难以适用于采空区,因此提出面向采空区的杆塔设计优化方法.首先,提出一种输电线路杆塔拓扑优化方法,通过选择合适的杆塔支撑形式、边缘形式、内层数以及冗余数,以获得最优的杆塔结构.然后,采用纤维增强复合材料(FRP)替代传统的杆塔材料设计横担,保证杆塔处于弹性工作状态,提高其承载力.最后,基于回溯搜索算法(BSA)求解杆塔拓扑优化问题,在满足应力、位移等约束的前提下,实现杆塔尺寸、形状和拓扑的优化.基于Matlab中开发的有限元程序对文中方法性能进行实验论证,结果表明,与其他方法相比,文中方法的结构重量明显减少,且结构更具弹性,适用于采空区的实际应用.     

改进型杆塔接地装置的雷电冲击特性计算分析

杆塔接地装置的冲击电阻大小直接影响输电线路安全,针对新疆伊犁地区特殊的地理环境,设计了一种改进型杆塔接地装置.采用ATP-EMTP仿真计算的方法对杆塔接地装置的雷电冲击特性进行了研究,并与当前普遍使用的接地电体模型进行对比,证明该接地装置在不改变接地装置总占地面积的情况下具有更好的雷电冲击特性,可用于高土壤电阻率区域.     

采空区输电线路直线自立塔基础沉降及处理方案

煤矿采空区地表沉陷，造成该区域内输电线路杆塔基础不均匀下沉，导致杆塔倾斜、位移和变形，引起杆塔内部应力变化，严重威胁线路安全。本文将探讨几种可行的处理方案，有益于线路可靠安全运行。