技术应用

利用雷达卫星监测横担覆冰试验在国家电网公司武汉特高压交流试验基地完成12月24日凌晨,利用雷达卫星监测横担覆冰试验在国家电网公司武汉特高压交流试验基地顺利完成。利用雷达卫星监测横担覆冰试验是2008年国家     

高分辨率SAR卫星监测特高压输电铁塔形变

针对灾害条件下特高压输电线路及铁塔广域监测应用的现状和需求,研究了利用高分辨率合成孔径雷达(SAR)卫星监测特高压输电铁塔及其形变的技术。首先,分析SAR成像的特点,研究高分辨率SAR图像中特高压铁塔的目标特性和目标识别技术,利用峰值检测算法对武汉特高压交流试验基地中的特高压铁塔进行识别。然后进行了特高压铁塔形变实验。结果表明,利用SAR目标识别技术可以提取特高压输电铁塔的主要结构,利用高分辨率SAR图像监测特高压铁塔较大形变的方法具有可行性。     

南梦线83号塔倒塔过程研究

以大型有限元分析为基础,就南梦线83号铁塔倒塔过程进行了研究.研究结果表明:南梦线83号塔在严重覆冰条件下,塔头横担首先发生塑性变形,造成塔头横担的断裂,由于羊角没有横档的连接,造成羊角向外弯折.南梦线83号塔倒塔原因是由于铁塔严重覆冰引起铁塔静态载荷过大造成.     

利用远程系统的输电线路覆冰厚度图像识别

架空线路覆冰是危害电力系统安全运行的重要因素之一,迫切需要准确可靠的覆冰监测方法。为此,运用计算机图形学,利用图像滤波、自适应阈值变换和基于LoG算子的边缘检测技术,提出了一种基于远程在线系统的覆冰厚度图像测量方法。结果表明,在使用现有远程终端采集的图片进行单点覆冰厚度识别时,识别精度与图片分辨率呈正相关。使用高分辨率的图片有助于提高识别精度,且较为直观地观察到输电线路覆冰情况。与基于力学的覆冰计算模型相比,能直接测定单点覆冰厚度,对识别绝缘子上覆冰厚度从而预防冰闪有一定意义。     

基于支持向量机和模糊控制的输电线路覆冰状态评估模型

输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全运行。为提高输电线路覆冰状态评估准确率,以输电线路覆冰监测系统为基础,综合考虑监测系统的等效覆冰厚度、微气象参数以及覆冰持续时间等,提出基于支持向量机和模糊控制的输电线路覆冰状态评估模型。支持向量机实现覆冰状态的初步分类,输出无覆冰状态和有覆冰状态,针对有覆冰的状态进一步通过模糊控制评估模型对覆冰的严重程度作出准确评估,输出线路覆冰综合评估结果。实验数据验证了评估模型的准确性和可行性。     

500 kV输电铁塔覆冰风险评估与加固措施

输电线路覆冰可能导致输电铁塔倒塌、线路断线,严重威胁电网的安全稳定运行。针对某地区的典型覆冰线路,采用有限元仿真方法建立了500 kV塔线体系仿真模型,并对均匀覆冰下不同覆冰厚度和不同风速等工况进行仿真分析,统计25组仿真结果后获得了500 kV输电铁塔的薄弱点位置规律;然后,基于输电铁塔关键构件的轴向应力和节点位移,进行输电铁塔运行风险评估分析,并划分输电铁塔的运行风险状态;最后,进一步分析2类加固措施的效果,得到加固前后输电铁塔不同薄弱点位置处轴向应力和节点位移的变化关系。仿真结果表明：500 kV输电铁塔的薄弱点位置主要分布在铁塔塔头地线支架处、上下曲臂连接处、瓶颈处以及铁塔的塔身处;在均匀覆冰和风荷载作用下,关键构件的轴向应力和节点位移均呈非线性增加;拟合得到了输电铁塔安全、预警和危险状态临界表达式;增加构件横截面积的加固效果优于改变薄弱点角钢结构,后者加固前后输电铁塔薄弱点处的轴向应力和节点位移均无明显变化。     

特高压输电铁塔曲臂横担吊装方法探讨

为解决1 000 kV特高压酒杯型铁塔曲臂外横担吊装的难题,以浙江至福州特高压交流输电工程酒杯塔曲臂外侧横担吊装为主要研究对象,针对其横担长、重量大、边横担距塔中心远的特点,采用强度高、稳定性好的高强钢,创新设计高强辅助臂架,利用高强辅助臂架进行整体吊装曲臂外侧横担,详细分析了吊装施工方法。     

220 kV输电线路OPGW线夹断裂原因分析

某输电线路在安全度过最大覆冰载荷后,随着气温升高,在覆冰融化过程中OP GW发生脱冰跳跃,造成线夹断裂失效, OP GW掉落至铁塔横担,弹跳过程中接近导线放电跳闸。针对该事故开展现场勘查、线夹材质检测、线夹断裂故障分析工作。结合工程实际,提出事故线路段OP GW单线夹改双线夹的技术措施及防护方法。     

特殊地形下输电线路等值覆冰厚度计算模型有效性分析和改进研究

覆冰是影响电网安全运行的最主要威胁之一。输电线路覆冰在线监测是防治电网覆冰灾害的有效手段,其中称重法获得广泛应用。我国地形复杂多变,特殊地形对输电线路受力有较大影响。为了分析输电线路覆冰在线监测中直线塔输电线路等值覆冰厚度计算模型在常见输电线路纵断面模型下的有效性,文章采用有限元法建立输电线路力学仿真模型,研究输电线路过谷模型、翻山模型以及连续上(下)山模型下输电线路等值覆冰厚度计算结果的准确性,提出考虑等效长度变化的直线塔输电线路等值覆冰厚度计算模型。结果表明,在均匀覆冰下,对于输电线路过谷模型,当杆塔高差系数绝对值不超过0.2时,等值覆冰厚度计算结果与假设值相对误差在16%以内;然而当杆塔高差系数较大时,如杆塔高差系数为–0.3,等值覆冰厚度计算结果与假设值相对误差大于40%。将等值覆冰厚度计算模型改进后,等值覆冰厚度计算结果与假设值相对误差变小,且覆冰厚度越大,相对误差越小。对于输电线路翻山模型和连续上(下)山模型,等值覆冰厚度计算厚度结果相对误差不超过5%。     

更换ZV塔损坏导地线横担施工方法

500 kV民鹤1回输电线路173号ZV铁塔遭受罕见冰灾损害,铁塔横担变形并发生移位,损坏严重,需要更换损坏横担,利用ZV铁塔横担与立柱连接点为轴,采用圆木抱杆起吊铁塔中横担,恢复移位变形的横担,更换横担主材,实践证明该施工方法安全、可靠、简单、易行,可为今后类似输电线路抢修提供借鉴.     

高压架空输电线路覆冰情况下风险评估研究

对覆冰情况下的高压输电线路进行了风险评估研究,建立了有限元计算模型。该模型考虑材料非线性以及塔-线系统耦合特性,分析了不同覆冰厚度和风速情况下塔-线系统的失效情况。采用基于迭代修正的找形方法,准确地对导线弧垂进行了初始化设置,得到了导地线的初始形状和应力。提出杆塔受力安全裕度风险评估方法,采用回归分析方法得到杆塔的安全裕度曲线,该曲线直观地描述了杆塔力学失效度与覆冰厚度及风速的关系。计算得到某实际线路单塔失效安全裕度曲线,获取各基杆塔薄弱点位置,提出了杆塔的具体改进措施。通过安全裕度曲线对比证明所提出改进措施的正确性和有效性。     

覆冰荷载下干字型耐张转角塔的非线性稳定性分析

为了研究覆冰荷载作用下转角塔的稳定性,以某电力设计院设计的220 kV干字型耐张转角塔为工程背景,利用数值分析软件建立铁塔的有限元分析模型。对结构进行特征屈曲分析,得到了铁塔的特征值屈曲模态,然后采用增量加载模式研究了不同覆冰厚度情况下该塔非线性稳定性,得到不同覆冰厚度下塔顶位移以及各杆件的受力情况。结果表明,覆冰和风作用下导地线的角度荷载对转角塔起控制作用,整体表现为压弯失稳破坏。给出了转角塔的失稳模式和破坏机理,研究成果可为转角塔抗冰灾设计提供有价值的参考。     

2008年输电线路冰灾倒塔原因分析

文章通过对酒杯、鼓型和干字三类典型塔型在不同覆冰厚度及工况组合受力下的计算,深入地分析了2008年输电线路铁塔遭受冰灾以致倒塌的原因,分析计算结果与铁塔现场的实际破坏情况一致,总结出铁塔覆冰倒塌破坏的最主要原因在于导线覆冰过载及产生过大的纵向不平衡张力,最后提出了提高线路抗覆冰能力的建议及措施。     

基于覆冰拉力监测系统的耐张塔线路等值冰厚计算模型

输电线路覆冰严重影响电网的安全稳定运行,准确监测线路覆冰情况具有重要的工程意义和应用价值.为了精准判断线路覆冰厚度,提出一种基于覆冰拉力监测系统的复合荷载作用下耐张塔线路等值冰厚计算模型,以在线监测终端监测拉力和角度为输入参量,计及耐张绝缘子串非均布荷载和风荷载影响,并修正重力方向荷载对计算模型加以改进.与雪峰山自然观...     

崖门大跨越钢管塔设计中的关键技术

崖门大跨越塔是国内投运的第三高输电钢管塔,主材钢管规格国内最大,突破了现行《钢结构设计规范》的规定。这里介绍大跨越塔的断面选择、管径与壁厚的确定、动力特性分析、风振系数计算、节点设计及试验等关键性技术的研究应用。     

500 kV酒杯塔覆冰破坏形态分析

2008年初电网冰灾破坏原因统计分析表明,500 kV输电线路铁塔受损严重,其中酒杯塔倒塔基数占倒塔总数的36.2%。为了弄清酒杯塔在覆冰荷载作用下的破坏形态,选取湖南冰灾区500 kV线路中的酒杯塔进行均匀覆冰荷载和不均匀覆冰荷载作用下的主要受力杆件的敏感度及整塔的破坏形态分析,从而确定酒杯塔覆冰荷载作用下的受力薄弱点。研究结果为我国冰灾区酒杯塔设计和加固补强提供参考依据。     

输电线路防灾减灾安全销的设计

对型号为5A-ZM4铁塔进行极限承载力计算,确定塔线分离控制荷载并设计出过载保护金具安全销,当导线、地线上的覆冰厚度超过极限荷载所对应的覆冰厚度时,安全销能使塔线自动分离防止倒塔和断线。采用增量加载非线性有限元法计算安全销的极限承载力,与设计的塔线分离控制荷载吻合。通过分析荷载位移曲线知安全销随着荷载的增加由初始的线弹性状态逐渐过渡到极限塑性破坏状态;并判断出安全销的微观裂纹发生顺序和宏观断裂。基于疲劳寿命预测理论,对安全销的疲劳寿命和寿命使用系数进行了预测,计算表明安全销的疲劳寿命达到要求。     

覆冰情况下输电线路有限元计算及其结构优化

建立了塔-线耦合结构系统三维有限元力学计算模型。通过对覆冰输电线路耐张段位移及应力分布情况进行分析计算,提出了线路耐张段在一定风速与覆冰厚度条件下的临界失效曲线。经过多次计算并验证薄弱杆塔以及薄弱单元分布情况,得到了薄弱位置的分布特点和规律。以发生覆冰倒塔事故的实际线路为研究对象,并以力学分析计算结果为依据,提出了有针对性地更换杆塔最薄弱处钢材以及在耐张段内薄弱处增加一基杆塔的线路改进方案。通过结构优化前后线路耐张段薄弱单元应力比值以及临界失效曲线的对比分析,证明了所提出改进方案的正确性和有效性。     

输电线路冰区划分方法分析

2008年我国南方冰灾对当地电网安全运行造成极大的危害,输电线路发生大面积倒杆(塔)、断线(串)事故,原因之一是输电线路冰风荷载大大超过国家规定的设计标准。介绍了我国现行的覆冰区送电线路标准,重点分析了我国目前常见的冰区划分及冰厚订正方法。建议应针对此次电网冰灾认真分析、调查地区线路受损情况,因地制宜选择冰区划分方法及订正系数,在此基础上合理提高输电线路抗冰设计标准。     

电网冰区分级方法研究

电网冰区等级划分是电网建设的重要环节之一。电网冰区等级划分过低,有可能导致输电线路无法抵御覆冰危害,造成断线甚至倒塔等现象;冰区等级划分过高,会造成线路建设、运维及改造成本升高,导致资源的浪费。为了科学合理地划分电网冰区等级,讨论了5种电网冰区分级方法,包括经验调查法、覆冰数据法、CRREL模型法、气象参量回归法、局地地形-气象影响覆冰等级模型法,以及各种方法的分级步骤和使用特点。