覆冰导线空气动力系数数值分析

采用ANSYS12中的FLUENT模块模拟覆冰导线周围的空气流场,计算不同分裂导线在全迎风攻角下的升力系数、阻力系数及扭矩系数。首先通过将湖北省中山口三分裂导线的数值计算结果与风洞实验数据进行对比,验证了计算模型的精确度,然后运用该计算模型对部分多分裂导线的气动力参数进行计算分析,得到覆冰厚度、覆冰形状以及来流风速对气动力系数的影响,同时计算分析了导线间距与直径比对尾流的影响,得到的空气动力参数可为导线舞动研究提供载荷支持。     

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。     

覆冰导线的综合荷载设计方法

在覆冰导线的综合荷载设计中应考虑由Ｋａｒｍａｎ旋涡产生的气动横向力的影响。     

导线覆冰密度的研究

简述了国内外导线覆冰密度的研究概况,据观冰站和气象站的实测覆冰资料,通过导线覆冰密度影响因素的分析,揭示了川西南地区导线覆冰密度的特性和变化规律,提出了重冰线路设计计算冰厚时,覆冰密度值的选取原则。     

雪峰山试验站自然条件下导线覆冰厚度形状校正系数

覆冰厚度的检测是输电线路运行部门防冰融冰工作中极为关注的问题之一,为此,总结了国内外覆冰厚度测量方法及其存在的问题。根据雪峰山自然覆冰试验站大量现场试验观测结果分析了自然条件下导线覆冰的几种典型形状特征,并基于面积等效原则,将导线实际非均匀、不规则覆冰校正为均匀覆冰,据此提出了现场人工测量时覆冰厚度的形状校正系数,为输电线路覆冰现场测量提供了一种有效且简便的测量手段。最后,利用雪峰山自然覆冰试验站对覆冰期不同覆冰阶段导线覆冰形状进行观测,对提出的形状校正系数进行试验验证,结果表明校正后导线覆冰厚度与实际覆冰厚度偏差9%,可满足工程实际需要。研究结果可为输电线路覆冰厚度现场测量、在线监测和冰厚计算提供一定的参考。     

典型覆冰导线碰撞系数仿真分析

覆冰碰撞系数是导线覆冰生长预测的关键参数。基于气液两相流标准湍流模型和欧拉—拉格朗日原理建立导线外部二维流场数学模型,计算水滴的运动轨迹,实现对圆形、椭圆形、翼形3种典型导线覆冰的碰撞系数仿真;并分别给出不同迎风攻角下椭圆形、翼形覆冰的碰撞系数。仿真结果表明:在相同气象条件下,圆形截面覆冰导线碰撞系数较长短轴比4:3的椭圆形高出4.79%~6.21%,较翼形高出4.04%~8.14%;相同导线覆冰形状在0°~30°迎风攻角范围内,攻角越大,碰撞系数越高。     

湍流度对覆冰导线气动力特性影响的试验研究

为研究风场湍流度对覆冰导线气动特性的影响,对D形和4种不同冰厚的新月形覆冰导线进行了风洞试验。分别在均匀流、5%和13%这3种均匀湍流场中,获得了0～180°攻角范围内单导线和6分裂导线的气动三分力系数,考察了2种不同形状覆冰时导线截面的气动力特性。同时,根据Den Hartog竖向和Nigol扭转舞动机理,讨论了覆冰导线的驰振不稳定攻角范围,为覆冰导线的舞动计算分析提供了有效参考。研究结果表明:湍流会降低新月形覆冰导线的气动稳定性,其中5%的湍流场对弛振稳定性的影响最为不利。然而对D形覆冰导线而言,湍流仅会略微改变气动力系数的幅值,不会影响其随攻角的变化规律;此外,湍流会提高D形覆冰导线的竖向弛振稳定性,而对扭转弛振稳定性几乎没有影响。     

带电导线覆冰及电场对导线覆冰的影响

分析了电场极性、电场强度对导线覆冰的影响。试验结果表明,电场对导线覆冰产生的影响与电场强度有关,当电场强度＜５ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用加速导线覆冰;当电场强度＞１０ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用削弱了导线覆冰。     

南岭山区导线覆冰取值的分析

通过对南岭山区导线覆冰的取值分析,从而合理地确定导线覆冰设计厚度及适用区段,对降低线路造价、保证线路安全运行至关重要。     

输电线路导线覆冰机理及雨凇覆冰模型

为了揭示输电线路导线覆冰形成的原因和覆冰机理,通过对已有文献系统分析,指出导线覆冰是热力学、流体力学和电流电场耦合作用的结果.在国内外已有的覆冰模型基础上,针对雨凇覆冰过程,通过引入碰撞系数、冻结系数和收集系数给出了导线均匀覆冰和非均匀覆冰的覆冰质量和覆冰厚度预测模型,研究了在不同过冷却水滴中值体积直径、风速以及导线直...     

输电线路导线覆冰的国内外研究现状

总结了目前国内外输电线路导线覆冰的研究现状。文中介绍了导线覆冰造成的危害、覆冰的性质与导线舞动的机理及国内外导线防、除冰的技术 ;详细阐述了导线覆冰形成的机理及模型研究     

防止导线覆冰临界电流的传热研究

对导线覆过程进行传热分析,建立了导线覆冰过程的热平衡方程,导出适合任何条件的导线表面温度表达式,提出防止导线覆冰临界电流的计算公式,表明临界电流的大小与风流,含湿量,气温,过冷却水滴直径及导线本身特性有关,为通过科学调度负荷实现预防导线覆冰提供了理论依据。     

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。     

覆冰导线风动脱冰研究

用半椭圆雾凇覆冰模型对导线在风力作用下的机械脱冰机理进行了分析研究，获得了最大剪切及最大扭转角的计算方法和公式，其计算结果表明：最大剪切力出现在导线端部，最大扭转角出现在导线中部，在风力自重作用下，导线覆冰可被剪破，并由端部开始，逐渐向挡中发展。     

输电线路覆冰时导线表面形状对碰撞系数的影响

输电线路覆冰是过冷却水滴与导线碰撞并被捕获的物理过程。在计算其碰撞系数时,通常采用外表面为圆形的简化模型代替实际绞合导线模型,这在一定程度上降低了计算的精确性。以流体力学理论为基础,运用Fluent软件模拟了过冷却水滴与简化模型和实际模型发生碰撞的过程,通过对比分析了导线表面形状对空气速度、水滴速度和轨迹以及碰撞系数的影响。结果表明,相同条件下,与简化模型相比,实际模型导线周围的空气速度更小,水滴速度也更小,绕流现象更加明显,轨迹也更向外部扩张,实际模型的碰撞系数更小。因此,为保证覆冰模型的精确性,应该使用绞合导线的实际模型进行计算。     

贵州导线覆冰的类型与分布特征

综合利用气象站导线积冰观测资料和电力部门线路覆冰调查资料,全面分析了贵州导线覆冰的类型和分布特征.贵州导线覆冰类型包括雨凇、雾凇、湿雪和多种混合冻结类型,混合冻结类型比例高于单一类型覆冰;雨凇和湿雪的混合冻结雪凝在全省较为普遍,出现比例不亚于雨凇;贵州冰冻灾害多年常态分布总体上呈西部多东部少、中部多南北少的特征,但各地覆冰类型随海拔高度与地形环境变化较大;由于贵州中、东部地区覆冰以危害极大的雨凇、雪凝为主,故极端情况下覆冰强度要大于西部冰冻高发区,这也是2008年特大冰灾中东部地区受灾更重的原因.     

导线覆冰频率分析研究的进展

导线覆冰频率分析,选择的样本时间序列越长越好,至少１０年以上,一般要求２０－３０年,对于有短期覆冰的地区,应结合附近长期气象资料,采用覆冰气象模式或覆冰气象特征值的方法予以延长;对于没有覆冰观测资料的重冰区,应利用附近气象站的长期气象资料的相关气象要素进行频率分析。