大跨越输电导线自阻尼特性分析与试验研究

准确掌握导线自阻尼特性是大跨越输电线路微风振动防振减振设计的关键问题。基于导线微风振动平衡原理,提出大跨越输电导线自阻尼耗能功率计算公式,考虑导线刚度比例阻尼的作用,建立自阻尼条件下大跨越输电导线微风振动力学模型,利用分离变量法求解导线的振动方程获得其模态位移。以特强钢芯铝合金绞线AACSR/EST-500/280为试验对象,通过电磁激振器模拟微风激励力,利用非接触式电涡流传感器进行导线振动数据采样,测试导线自阻尼耗能特性曲线,并与理论结果进行对比分析。在此基础上,研究运行张力、抗弯刚度对大跨越导线自阻尼耗能的影响。结果证明了导线自阻尼理论公式计算结果的准确性,以及自阻尼理论公式的正确性;另外也证明:导线材料抗弯刚度越大,导线自阻尼耗能增大,导线波腹处的振幅呈现减小趋势;随着导线张力的增加,输电导线自阻尼功率减小,导线波腹处的振幅呈增大趋势。     

微风振动下导线的响应及振动防治

针对微风振动过程中导线以及防振锤消耗振动能量的问题,设计了导线室内振动自阻尼试验以及防振锤消振试验。通过导线自阻尼试验拟合推导出导线的自阻尼公式,并使用能量平衡法计算出导线振动频率和幅值之间的关系。在防振锤消振试验中,采用光纤光栅应变采集系统分别测量导线刚性固定端出口、防振锤与导线连接的线夹处以及防振锤钢绞线处等应变,对比分析可知,在导线振动频率接近防振锤自振频率第4阶频率时,防振锤钢绞线的应变存在峰值,钢绞线弯曲消耗的振动能量较大,据此提出可以依据钢绞线消耗振动能量的重点频段来设计防振锤。     

自阻尼条件下架空输电导线风振功率研究

为了掌握线路的振动状态,保证线路安全,需要确定大跨越架空导线的风振功率曲线。应用Slethei风能曲线、Diana 风能曲线和导线AACSR-400自阻尼特性的试验结果,得到了该导线的风振平衡点和风振功率点的数据。对导线AACSR-400风振功率点的计算结果表明,在确定风振平衡点时,Diana 风能曲线优于Slethei风能曲线。     

1000 kV输电线路防振研究

为了研究1000 kV特高压大跨越工程分裂导线防振问题,在特高压八分裂导线防振试验基本参数的基础上,分析了影响特高压子导线平衡振动的因素及采取的解决措施;完善了现有的试验设备并建立了特高压八分裂导线微风振动试验条件和试验方法。参照大跨越工程的有关参数进行八分裂导线防振方案试验,比较Bate阻尼线+防振锤型式和全防振锤型式这两种防振方案防振效果,试验结果证明,两种防振方案均能满足技术要求,从线路长期稳定运行的角度出发,建议采用Bate阻尼线+防振锤型式的防振方案。     

架空线路大跨越工程运行前后防振效果对比试验研究

通过对运行13 年的某500 kV 大跨越导线进行微风振动防振效果时效分析试验研究,证明随着运行时间的推移,线路导地线的自阻尼特性及防振措施性能将逐步劣化,建设初期所设计的防振措施将有可能不再有效地抑制微风振动,造成微风振动超标,这将会严重威胁大跨越线路的安全可靠运行。因此,在大跨越防振措施设计时,推荐方案与技术条件间必须有一定的安全裕度;此外,应定期进行现场测振试验,以便在振动超标的初期能早发现、早治理。     

长江大跨越导线消振的试验研究

大跨越防振措施的优劣对送电线路的安全运行关系甚大,以往由于测振设备所限,用在大跨越上的防振方案还存在一些问题,使大跨越导线的安全在一定范围内还受到风振的威胁。几年来电力建设研究所对激振设备、测振设备、记录显示设备和试验装置都作了大量的     

特高压大跨越输电线路防振设计系统的研究

特高压输电线路大跨越档距大、挂点高,导线微风振动水平显著,防振设计难度大。目前,大跨越导线的防振方案设计基本依赖于实验室微风振动模拟试验来完成,该试验流程复杂,且必须安装真型导线及金具,因此试验周期有时长达数月。基于有限元方法和能量平衡原理,开发了特高压输电线路大跨越防振设计系统,具备分裂导线微风振动模态分析、谱分析和瞬态分析功能,能够针对初步设计方案计算出分裂导线各关键点处的动弯应变值,并对多个方案进行对比分析,推选出较优的防振方案进行试验验证,从而减少特高压输电线路大跨越防振试验次数,提高防振方案设计效率,更好地满足特高压工程进度要求。     

攀爬机附属桁架对输电塔动力响应影响分析

攀爬机为大跨越输电塔的检修提供了一个安全、便捷的平台,而目前关于输电塔考虑攀爬机附属桁架对其风振响应的研究却少有涉及.建立某大跨越输电塔的有限元模型,采用线性滤波法模拟脉动风场,并考虑导线影响,研究了风致攀爬机附属桁架振动对大跨越输电塔的影响.研究结果表明:攀爬机的存在增大了输电塔的风振响应,尤其体现在塔身顶部,耦合结...     

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。     

500 kV永兴线松花江大跨越微风振动在线监测系统应用与研究

针对远距离输电线路因微风振动造成线路疲劳断股的问题,阐述了导线、地线微风振动形成原理以及550 kV永兴线松花江大跨越微风振动在线监测系统设计方案,分析了微气象监测数据和微风振动监测数据,并开展大跨越导、地线微风振动的疲劳特性、振动特性及防振方案的研究,对保障线路安全运行具有重要的意义.     

基于振动频谱机理的架空输电线路张力检测方法

介绍了采用振动频谱分析法实现线路张力的间接测量。首先,分析了导线微风振动的原理,讨论了导线张力与其振动频谱相关性的理论模型。在此基础上,搭建了导线张力和振动信号同步测试系统,校准了张力测量系统,设计了振动测量系统。根据架空输电线路的实测结果,采用小波分析对信号进行了降噪处理和分析。结果表明,振动频谱法能够对架空输电线路张力提供较好估计,适合在线监测使用;导线横向水平振动时,频谱分布与理论计算结果存在差异,其一阶振动本征频率相对变小,认为对于多股绞合导线,大振幅振动产生较大阻尼力,消耗风能输入功率,降低了振动频率。     

基于短期振动测量数据的线路振动状态评估方法

为准确掌握线路的振动状态、保证线路运行安全,需要对新建关键线路或老旧线路的振动状态和疲劳寿命进行评估。评估的主要手段是短期内现场测量导线的振动大小,并将其作为评估线路振动寿命的依据。由于线路全年气象条件差异较大,如果不加推导和分析,直接采用短期振动数据进行评估将有较大误差。文章提出了一种基于短期测量数据评估线路全年振动状态和寿命的方法,从气象影响线路振动的主要因素出发,根据导线的状态方程分析导线因张力变化对导线自阻尼特性的影响,并采用功率平衡法计算出振动水平的变化,得到了不同气象条件下的振动寿命。采用该评估方法对某工程实例进行分析,结果表明该方法能有效解决用短期测量数据评估线路全年寿命的问题。     

振动频谱法在架空输电线路张力检测中的应用

采用振动频谱法实现了架空输电线路导线张力的间接测量。首先,对线路微风振动理论进行了分析,并对导线张力与其振动频谱关系理论模型进行了研究;进而研发了线路振动检测系统,将其从结构上分为振动检测与通信子系统,便携式信息采集子系统和上位机综合分析系统,并对各子系统进行了性能优化以提高系统稳定性;搭建了线路张力检测系统,并对该系统传进行了校准;最后,对架空线路进行了实测,并对所得数据进行了分析。结果表明,所开发的振动检测系统能够稳定、准确地测量线路振动信号,振动频谱法能够较好地估计线路张力,有望成为传统应力测试方法的一种有效替代。     

高压架空线路导线微风振动的监测

论述了高压架空输电线路导线微风振动监测的重要性,介绍了导线微机振动监测时的仪器选用、测点选择、判定依据等。并通过现场实际监测对测试结果进行了分析判断,为消除微机振动对高压架空输电线路产生的危害提供了良好的监测手段,并为防振设计提供科学的依据。     

基于FBG的输电线路微风振动在线监测方法

输电线路导线和地线振动往往造成线路断股断线、金具脱离等危害,现有的导线微风振动监测装置采用互感取电方式供电,而地线监测装置采用电池供电,使用寿命较短,且易受电磁干扰、雷击电流的影响。针对这些问题,开发了基于光纤光栅（fiber Bragg grating,FBG）传感器的输电线路微风振动在线监测系统,系统采用悬臂梁结构的光纤光栅传感器测量地线振动时反射光的波长变化,并通过OPGW/OPPC将光信号发送至变电站的光纤光栅解调仪,再通过安装在变电站的状态监测装置计算出导地线的动弯应变、振动幅值以及振动频率。系统可以实现地线微风振动的无源测量,不再存在电源供电的问题。此外,结合光纤光栅传感器抗电磁干扰、精度高的特点,提高了系统的稳定性和可靠性。     

超/特高压同塔多回输电线路脱冰跳跃动力响应分析

为了明确超/特高压同塔多回输电线路的覆冰动态特性,采用有限元方法分析了其脱冰跳跃动态响应。考虑几何非线性的影响,采用有限元理论建立了导/地线-绝缘子及铁塔-导/地线-绝缘子体系的脱冰跳跃精细化数值分析模型。以1 000 kV交流双回、500 kV交流双回同塔多回输电线路和±800 kV直流单回、500 kV交流双回同塔多回输电线路为例,考虑塔线耦合效应、脱冰位置、档距和高差等影响因素,完成了不同工况下系统的脱冰跳跃分析。结果表明:当铁塔较高时,塔线耦合作用对导线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响不大,对地线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响较大;边档脱冰产生的纵向不平衡张力明显大于中档脱冰。最后,对导/地线脱冰跳跃纵向不平衡张力百分比取值进行了如下建议:1 000 kV导线及±800 kV导线取10%;500 kV导线取20%;地线取100%。     

架空线路导线疲劳试验振动幅度的研究

架空输电线路微风振动极易引起导线的疲劳破坏,因此疲劳特性是导线最重要的机械力学性能之一。为考核导线疲劳性能,需要进行疲劳试验,但国际上还没有科学统一的试验方法和试验标准。大量工程试验表明,国内目前采用的试验方法存在着某些不足。该文根据疲劳试验导线振动的运动方程和疲劳试验的边界条件,推导出疲劳试验波幅振幅与线夹线股应力的关系式。并利用Miner累计损伤理论的W?hler安全边界曲线,提出一种导线疲劳试验振动量级的计算方法。试验研究结果表明,该计算方法能较好地应用到导线疲劳特性试验检测中。     

光纤复合架空地线的防振

对目前国内OPGW的防振形式进行了归纳,提出对OPGW微风振动和舞动的治理方案。在OPGW微风振动的治理方面,对于一般线路而言,通常采用防振锤或防振鞭,而对于大跨越线路则宜采用阻尼线和防振锤组合防振的方式。为了保证实际工程中所采用的防振方案的有效性,对防振锤的选型,安装位置,安装方向,防振鞭的消振效果,阻尼线和防振锤组合防振的消振效果,进行了试验室模拟试验,并对试验数据进行了分析。文章也对OPGW舞动的形态、影响因素及防舞动措施进行了介绍,并提出了适用于OPGW的防舞动措施。