1000kV特高压交流同塔双回输电塔线耦联体系风洞试验

以在建中的特高压输变电工程为背景,针对1000kV同塔双回输电线路铁塔和8分裂导线的设计要求,进行了气弹模型的风洞试验。按照气弹模型相似理论严格模拟了输电塔、8分裂导线的气动外形和动力特性,制作了五塔四线模型并模拟了体系的边界条件,研究了单塔和塔线体系在均匀流场和紊流场的风致响应。通过对试验结果的分析,获得了塔线体系的动力特性和风振响应,并首次通过光纤光栅技术测得了气弹模型输电塔结构、8分裂导线和绝缘子的动应变。试验结果探究了导线和绝缘子在风荷载作用下对特高压输电塔结构的影响,并为现行的输电线路设计规程和特高压输电塔的设计提供了参考。     

串列双分裂导线屏蔽效应风洞试验研究

串列双分裂导线所受的风荷载中,处于下风向导线的阻力会受到上风向导线尾流脱落的影响。为研究分裂导线风荷载的屏蔽效应随风速和分裂间距的变化,在风洞中测量不同风速和分裂间距下3种工程常见导线的模型导线的整体阻力系数。同时,为了检验模型导线对真型导线模拟的精确性,测量了1种真型导线的阻力系数并进行比较。试验发现,模型导线对真型导线的模拟具有足够的精确性。随着分裂间距的增大,双分裂导线中下风向导线的阻力系数以及整体的阻力系数增大,但是均较现行规范给定值明显减小。随着风速的增大,双分裂导线的整体阻力系数先减小后增大,但是在各风速下,均较单根导线阻力系数明显降低。我国现行规范对于多分裂导线阻力系数的取值偏高,可以通过考虑屏蔽效应的有利影响合理地降低多分裂导线整体阻力系数的取值。     

超/特高压输电线路导线体型系数Fluent仿真研究

在超/特高压输电线路导线风荷载计算中,体型系数与导线分裂数及布置情况密切相关,子导线间相互间距较近时,还需要考虑风相互干扰的群体效应。基于k-ε双方程湍流模型,采用Fluent软件进行数值模拟,研究了风速、外径、分裂间距、分裂根数、风攻角及风向角对多分裂导线体型系数的空气动力学影响。研究结果显示,风速、外径、分裂间距、分裂根数、风攻角及风向角等影响因素对多分裂导线体型系数均有较大影响,由于导线之间存在屏蔽效应,整体的迎风面上的导线数量越多,屏蔽效应越明显,体型系数就越小。     

覆冰特高压导线风致动张力试验与分析

覆冰导线在低风速作用下的风致振动现象是一个复杂问题,而导线动张力的计算对于输电铁塔的抗冰设计具有重要的参考意义。为研究风荷载下覆冰导线动张力对输电塔结构的动力作用,利用光纤布拉格光栅传感器,通过覆冰特高压输电塔-8分裂导线耦联体系风洞试验测得了导线的动应变,验证了导线动张力模型的有效性。用动张力模型计算结果和我国重冰线路设计规程中导线的荷载标准值进行了比较,发现规范对覆冰导线弦向张力荷载值的考虑略显不足,不平衡张力容易成为输电塔结构破坏的重要原因。对覆冰导线的动张力试验和分析研究结果表明:随着覆冰厚度的增加,导线自振频率降低,非线性增强,导线端部动张力增幅明显。考虑风荷载与冰荷载的组合后,覆冰输电塔的安全设计需要进一步提高。     

多分裂导线整体阻力系数风洞试验研究

为研究多分裂导线的整体阻力系数随迎风角度、导线直径、风速、紊流度、分裂数等的变化,设计了3种典型导线的4、6、8分裂真型与模型导线试验,在风洞中测量了各分裂数和各型号导线在不同迎风角度和风速下的整体阻力系数。试验结果表明:同一种导线,均匀流场中整体阻力系数随分裂数的增加而减小;随着迎风角度的变化,整体阻力系数产生明显变化,但存在一个使得整体阻力系数总体上最大的迎风角度;同一分裂数,多分裂导线的整体阻力系数随导线截面的增大而降低;在设计风速及以上,大截面多分裂导线的整体阻力系数明显小于现行设计规范中的取值,建议规范考虑大截面多分裂导线的遮挡效应。     

特高压输电塔龙卷风荷载特性的数值模拟

采用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）数值模拟方法研究了龙卷风作用下特高压输电塔的风荷载特性。通过建立龙卷风风场的CFD数值模型，验证了龙卷风风场结构的合理性。进一步建立特高压输电塔的精细化数值模型，重点分析了风场中不同位置和不同风向角下输电塔各塔段的体型系数。研究结果表明：输电塔上部第1～4塔段在距离龙卷风风场中心1.5D(D为核心半径)处所受风荷载最大，下部第5～9塔段在距离龙卷风风场中心1.0D处所受风荷载最大；输电塔整体在距离龙卷风风场中心1.0D处所受风荷载最大。随着与龙卷风中心距离的增大，输电塔整塔横向风载系数最不利风向角从60°增大至90°，纵向风载体型系数最不利风向角在0°～30°范围内变化。在距离风场中心1.0D和1.5D处，输电塔整塔风载体型系数模拟值要大于规范值。     

特高压直流试验基地的模拟降雨降雾设计

特高压直流试验基地是为我国建设±800kV直流输电提供关键性技术、环境影响、绝缘特性、无线电干扰等试验研究的基地。±800kV线路分裂交直导线形式的电晕特性试验是在电晕笼中进行的,试验内容包括在各种天气条件和电压等级下,针对每一种导线类型,测量导线的电晕损耗、可听噪音、无线电干扰。模拟降雨、降雾设计为试验提供不同的环境条件,是项目试验研究的重要组成部分,专家们将依据试验结果推导出适合我国国情导线效应的理论基础及计算原则。     

1000kV特高压交流输电8分裂导线动张力风洞试验分析

导线在风荷载作用下的动张力变化对输电塔线耦联体系抗风设计非常重要。为此,以在建1000kV特高压输电线路工程为背景进行风洞试验。设计制作了双回路8分裂导线的完全气弹模型,首次采用光纤布拉格光栅对分裂导线在风作用下的动应变进行了测试。试验得到了不同风攻角、流场和风速情况下不同位置导线的动应变,得出了导线动张力的传递规律和导线动力响应的主要特性。分析了导线不同位置动应变响应的分布规律和功率谱变化,证实了风作用下塔线耦联体系中导线和塔之间能量传递规律。研究结果表明输电塔抗风设计中应该考虑动张力对塔线耦联体系作用的影响。     

特高压直流耐压实验用防风抗晕导线的设计

为了应对西北风力强劲的特殊气候条件,本文设计了一种特高压直流耐压实验用的新型防风抗晕24分裂导线.基于计算流体力学与模拟电荷法,通过求解空气-多分裂导线流场的二维RANS控制方程和相应的电位系数矩阵,分析计算了不同分裂数、子导线直径、间隔盘半径与导线间距比的防风抗晕导线在风速场中的气动力特性及三维电场,导线设计以抑制电晕和减小风偏角为主要目标,综合考虑导线的电场-流场特性,确定了实验导线的子导线直径、分裂数、间隔盘半径等优化设计参数.计算表明,对于多分裂实验导线,存在子导线间干扰效应最大的临界导线间距比,分裂子导线间的干扰效应能显著影响导线风偏角;在13.8m/s的水平风速下,实验导线风偏角被抑制在25°以内,导线表面最大场强被抑制在27kV/cm以内,防风抗晕导线在大风条件下具备较好的电气性能与力学性能,能够确保耐压实验的安全进行.     

基于激发函数的6分裂导线无线电干扰算法研究

在研究激发函数模型的基础上,从电晕电流计算、相模转换矩阵确定等方面阐述了基于激发函数计算无线电干扰的原理及关键环节,并与750 kV 6分裂导线的实测数据进行比对,分析了该算法在计算此类导线无线电干扰时的适用性,解决了采用传统算法计算此类导线无线电干扰结果严重失真的问题,提高了计算多分裂导线无线电干扰的可靠性与准确性,为超/特高压输电线路建设中的无线电干扰影响评估提供了有效的技术手段。     

八分裂输电导线结冰风洞及气动力特性试验

通过八分裂输电导线的结冰风洞试验,揭示了导线的覆冰过程与规律,温度、风速及空气中的含水量都是影响导线覆冰量的重要因素。针对两类不同冰型,系统地进行了八分裂导线和覆冰八分裂导线的气动力特性试验,给出了八分裂导线的三分力系数。分析了上游导线对流场的干扰和尾流的作用对导线气动力特性的影响。试验结果反映了八分裂覆冰导线的气动力特性规律,为覆冰导线的舞动研究提供了参考。     

特高压11标段8分裂导线并行分组同步牵引架线施工关键技术

1000 kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程是我国首个特高压输电工程,面对特高压11标段中交叉跨越频繁、不落地展放各级导引绳、同步展放8分裂导线等架线施工难点,文章开展了8分裂导线并行分组同步牵引架线施工技术研究以确保工程顺利。文中总结了特高压交流试验示范工程11标段在施工过程中的8分裂导线并行分组同步牵引架线施工的关键技术,为未来特高压交、直流工程建设提供参考。     

大截面导线架线施工工艺的研究

在国内现有的张牵设备情况下,对特高压输电线路大截面导线要想一次一牵八(六)完成牵引放线是达不到的。通过对大截面导线同相导线在同步展放时的牵引力计算、分析和论证,证明大截面导线同相同步采用二牵八的架线施工工艺,经过设备改造、研制相关机具,实现大截面导线一次展放,在技术上是可行的。     

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。     

新型同心绞导线风阻力系数风洞试验

通过风洞试验测试了圆线同心绞导线、型线同心绞导线和新型同心绞导线在单根、双分裂和四分裂时的风阻力系数。测试结果表明:新型同心绞导线的风阻力系数随风速的增加而减小,与圆心同心绞导线和型线同心绞导线的风阻力系数随风速的变化规律不同;在低风速区,其风阻力系数大于圆线同心绞导线的风阻力系数,而在高风速区则相反;在单根和双分裂时的风阻力系数只有在高风速区时小于型线同心绞导线,而四分裂时的风阻力系数在整个测试风速范围内小于型线同心绞导线。     

1000 kV汉江大跨越特高压输电塔线体系气动弹性模型的设计与风洞试验

以建设中的1000 kV汉江大跨越输电线路工程为背景,针对大跨越输电线路塔线体系风致响应较大的特点,进行了气弹模型风洞试验,分析了单塔及塔线体系在均匀流及紊流下的风振响应。塔线体系为四塔三线模型,并采用刚性节段加V型弹簧片法设计输电塔气动弹性模型。通过对实验结果进行分析,获得了塔线体系动力特性和风振响应等数据,研究了导线对输电塔的影响。结果表明,风荷载作用下导线与输电塔的耦合振动不可忽略。     

分裂导线体型系数试验研究

为研究分裂导线屏蔽效应对体型系数的影响,选取不同型号的导线进行实际导线节段模型风洞试验,分析导线截面、风速、风攻角、分裂数和流场等因素对分裂导线气动特性的影响。试验结果表明：双分裂导线体型系数在偏转临界位置前随风攻角的增大而增大,当风攻角达到临界位置以后,风攻角的增大对双分裂导线体型系数基本无影响;四分裂、六分裂和八分裂导线的体型系数随风攻角的变化呈先增大后减小的趋势,在某个角度有一个体型系数最大值;10%紊流度条件下分裂导线的体型系数均比均匀流场下的结果大10%~15%;紊流场条件下当风速为30 m/s时,试验得到的四分裂、六分裂和八分裂JL/G1A630-45导线的体型系数较设计规范中的取值分别减小了27.60%、24.38%和22.51%。     

导地线风荷载调整对通用设计杆塔使用的影响

荷载是输电线路铁塔设计的基础,水平风荷载又是输电线路荷载的重要组成部分.DL/T 5551-2018《架空输电线路荷载规范》(以下简称《荷载规范》)对GB 50545-2010《110 kV～750 kV架空输电线路设计规范》(以下简称《设计规范》)中导地线水平风荷载标准值计算公式进行了调整.对两规范中的计算公式进行了...