输电塔-线体系覆冰作用非线性分析

在重冰区,高柔大跨越输电塔-线体系在覆冰、风载等作用下具有强烈的耦合特性和非线性特征。推导了绝缘子、索以及边界条件的刚度表达式,以向家坝-上海±800 kV特高压直流输电线路为例,建立了输电塔、导线、绝缘子以及边界条件的简化数值分析模型。对大跨越输电塔-线体系进行了7种工况下的静力非线性分析。分析表明,在导线均匀覆冰及风荷载作用下,铁塔构件的P-Δ效应较小;在不均匀覆冰工况下,导线不平衡荷载对铁塔产生扭转效应,铁塔受压支座节点和最大悬臂处单元的轴向压力和弯矩具有较明显的P-Δ效应,应考虑荷载非线性的不利影响。     

断线张力下覆冰输电塔极限承载力研究

冰冻灾害下,覆冰荷载导致输电塔架的破坏较为严重,而断线张力是引起倒塔的主要因素.利用非线性有限元理论,针对覆冰500kV猫头式输电塔,研究了10种加载模式下的极限承载力和破坏形式.计算结果表明,不同的加载模式下输电塔的破坏形式可以分为塔架局部弯曲失稳破坏、加载点位置的强度破坏和整体失稳破坏3种.论述了覆冰荷载的增加对不...     

输电塔线体系覆冰倒塔的力学机理研究

本文总结了全国规范的冰荷载计算方法,并以双回路直线塔、承力塔的鼓型塔(六角型)为例,说明输电塔覆冰时的荷载的计算;全面分析了目前国内外输电塔线体系覆冰倒塔力学机理的,提出了输电塔线体系覆冰倒塔力学机理的研究方向,即应该考虑风荷载的动力荷载的特性.动态失稳是风荷载作用下输电塔线体系覆冰倒塔的一个原因,共振也可能是荷载作用下输电塔线体系覆冰倒塔的一个原因.     

覆冰输电线路塔线体系的脱冰振动

云南省某500kV交流输电线路位于滇东北,在高海拔、重覆冰等恶劣条件下,存在严重的覆冰输电线脱冰振动问题。本文以该输电线路为例建立了考虑输电塔线体系偶联作用的有限元模型,并利用修改密度法进行了脱冰振动分析。分析表明,由于塔体吸收了振动能量,塔线体系的最大脱冰张力和位移均比线体系小,塔体还将将一部分能量传递给了没有脱冰的导线和地线,引起其相应的震动。根据振型特点确定的半跨脱冰会增大导线的振动位移,而对张力影响不大。     

输电线路覆冰灾害分析及防治

介绍了覆冰的形成和分类以及国内外关于覆冰模型的研究,总结出覆冰对于输电线路的危害,推算了覆冰作用下输电塔所受风荷载、导地线荷载。在此基础上,从现场处置措施和安全管理方面,对输电线路覆冰灾害的防治提出了几点建议,以减少不必要的损失。     

通过分析覆冰对输电线路的危害及采取新型防冰涂料的可行性

分析了输电线路覆冰的主要形成原因及其对输电线路及绝缘子的损坏方式,结合国内外的研究指出目前的RTV及PRTV涂料不是有效的防冰闪措施,并介绍了国内最新的新型防冰涂料的原理及应用方式,介绍了新型防冰涂料的防冰性能及性能结论,指出新型防冰涂料应用于现场的可行性。     

覆冰作用下架空地线股线应力特性研究

为了研究架空地线的股线应力特点,首先基于有限元理论建立了架空地线的精细模型。在此基础上,建立了架空地线的应力分析方法和计算方法。最后,分别研究了架空地线在覆冰荷载作用下各股线的受力特性。算例研究表明:地线在覆冰荷载作用下其张力显著增加,外层股线在轴力作用下伸长并对内层钢芯产生挤压效应。无论是对于内层钢芯还是外层股线而言,其轴应力峰值较为接近。     

附加粘弹性阻尼器的输电塔线体系阻尼特性研究

在高压输电塔中安装粘弹性阻尼器会显著降低塔线体系的风振响应,针对附加阻尼器后输电塔的阻尼特性的量化研究,对输电塔基于性能的减振设计和加固都具有非常重要的理论意义。本文以附加粘弹性阻尼器的高压输电塔结构为研究对象,以规范提出的基于应变能的估算公式为理论依据,提出了一种基于输电塔层概念的附加等效阻尼比的计算方法,并通过有限元模型对比分析了实际安装阻尼器和采用等效阻尼比计算的输电塔塔顶位移。仿真结果表明,本文提出的等效阻尼比的计算方法精度较高,在多种工况下误差均不超过5%。     

钢管塔有限元模型快速建模及覆冰动力特性分析

采用通用有限元分析软件SAP 2000,选取1个500kV双回路直线型钢管输电塔架,通过建立空间桁架模型、空间刚架模型和由杆单元及梁单元组成的混合有限元模型,较全面分析讨论节点构造和节点刚度等因素对塔架动力特性的影响,系统研究不同有限元模型对模态分析结果的影响,指出各种有限元模型在塔架动力特性分析中的特点和适用范围。在模型分析的基础上,对不同覆冰厚度下的钢管塔动力特性进行分析,为进一步研究钢管输电塔在覆冰条件下的地震及脉动风动力分析提供基础。研究表明：塔架整体覆冰对钢管塔架的动力特性影响明显,钢管塔截止频率随覆冰厚度的增加而减小;塔架自振频率的减小幅度随覆冰厚度的增加而逐渐增大,因此在进行覆冰条件下的钢管塔动力分析有限元计算时,应特别重视覆冰对钢管塔架的动力特性影响。     

输电塔线体系动力特性及其影响因素分析

基于输电塔-线体系有限元模型,分析了不同塔型输电塔挂线前后的振型频率,并研究了输电线质量、跨度以及垂度对其振型频率的影响。结果表明:输电线对塔的影响表现为系统刚度矩阵和质量矩阵改变的双重效应;输电塔频率随输电线档距的增大而降低,但其不受输电线垂度的影响;总体而言,输电线对输电塔出平面频率影响显著,对在平面影响较小;绝缘子长度增大会使输电塔频率略有降低,塔线体系需要考虑绝缘子的影响。     

±800 kV特高压输电塔动力特性分析

针对在输电塔杆塔结构设计和动力特性的研究中难以通过理论分析和数值模拟准确获得塔身动力响应的问题,基于±800 kV特高压直流输电工程直线塔,建立塔-线-基础体系有限元模型,采用p-y曲线法建立离散非线性弹簧模拟土体对结构的影响,对比分析了单塔、三塔两线、塔-线-基础体系等不同计算模型的特高压输电塔的动力特性,并与现场试验结果进行对比。结果表明,输电线的质量和刚度对输电塔的动力特性有一定的影响,塔线耦合作用不可忽略。考虑桩-土相互作用使输电塔自振频率降低。与单塔模型相比,塔-线-基础体系模型计算得到的频率相对较小,与实际测试频率更为接近,验证了塔-线-基础体系模型的合理性。