四分裂导线舞动特性及线路磨损规律

基于输电线路实际工程,分别建立了四分裂导线风场模型和输电塔-线-间隔棒耦合模型,研究分裂导线气动特性和舞动响应受覆冰形状、覆冰厚度、风速和风攻角等参数的影响规律,明确导线与金具碰撞磨损机理。研究结果表明：各分裂导线间的气动特性存在较大差异,阻力系数受各参数的影响显著,随着覆冰厚度和风速的增加阻力系数逐渐增大;覆冰形式和覆冰厚度对升力系数的影响较小,风速和风攻角的影响较大;导线舞动过程中与连接金具发生了摩擦连续碰撞和瞬时强烈碰撞,导线最大接触法向作用力随风速增加而增大,随覆冰厚度增加而降低。本研究揭示了四分裂覆冰导线舞动特性规律和碰撞磨损机理,可以为输电线路防舞动设计和安全运营提供指导。     

覆冰四分裂导线舞动数值模拟方法

覆冰四分裂导线舞动问题严重威胁超高压线路的安全运行,对舞动的理论研究可有效推动防舞技术的发展。采用具3个平动自由度和1个扭转自由度的两节点索单元模拟分裂导线各子导线,利用空间梁单元模拟间隔棒,建立可考虑子导线尾流效应的舞动分析有限元模型。采用对加速度中心差分、对速度向后差分的时间积分法对舞动进行非线性数值求解,利用MATLAB编制了相应的计算程序。运用该方法对典型算例的舞动进行数值模拟,结果表明:该方法可有效模拟覆冰四分裂导线的舞动特性,所编写的求解程序具有较高的计算精度和效率。     

风荷载作用下多分裂输电导线非线性响应研究

开展了风荷载作用下多分裂输电导线非线性响应研究,建立了分裂导线的多节点索单元模型,在此基础上基于非线性有限元理论,建立了分裂导线的非线性力学模型,得到了分裂导线的刚度矩阵与受力平衡方程。采用Newton-Raphson法对分裂导线的受力平衡方程进行求解,在非线性迭代过程中建立了位移收敛准则。以沿海地区某实际分裂导线为工程对象,研究了风荷载作用下的分裂导线非线性风致响应。结果表明:分裂导线的风致响应与单导线存在一定差别,其风致响应更加显著。     

分裂导线—间隔棒体系扭转刚度的计算

在输电线路的舞动中,分裂导线的扭转起着重要的作用,因此研究分裂导线—间隔棒体系的扭转刚度对于深入研究输电线路的舞动有重要意义。通过研究分裂导线发生扭转运动时子导线长度的变化,估算了子导线由扭转引起的导线张力变化;除了考虑了以往研究所涉及的一些影响分裂导线扭转刚度的因素(如单根导线扭转刚度、导线实际张力等)外,还在前人推导公式的基础上加入了扭转引起的导线张力变化、导线弧垂、线路两端高度差的影响,最终推导出了新的分裂导线—间隔棒体系扭转刚度的一般计算公式。通过与前人计算公式和实测数据比较,对于在不同的分裂数、不同的次档距数目、不同的初始水平张力等条件下,使用本文推导公式的计算结果更接近实测值。     

基于数值模拟与风洞试验的多分裂导线阻力系数干扰效应

为研究分裂导线阻力系数随风攻角与分裂间距的变化规律,采用CFD数值模拟方法研究了不同分裂数与分裂间距下的低风压导线阻力系数随风攻角的变化规律.通过在边界层风洞中开展90 cm长的导线节段模型试验,获得了低风压导线不同风攻角条件下导线阻力系数随雷诺数、尾流干扰的变化规律,并与数值模拟结果进行对比.研究结果表明:多分裂导线...     

多分裂导线屏蔽效应风洞试验评估

与单根导线相比,多分裂导线特殊的导线布置方式使得各导线之间存在屏蔽效应。为了研究屏蔽效应的大小随风攻角、导线分裂数、导线直径的变化,在风洞中测试了不同直径的4、6、8分裂导线在不同风攻角下的整体阻力系数,并且以其较相应单根导线阻力系数的降低幅度作为参考值,评估了屏蔽效应的大小。试验结果发现:多分裂导线具有明显的屏蔽效应;屏蔽效应随着风攻角的不同产生显著变化;屏蔽效应随着导线分裂数的增多,直径的增大而趋于稳定;大直径多分裂导线的屏蔽效应可使导线的整体阻力系数降低10%以上,规范中可以考虑多分裂大直径导线稳定的屏蔽效应对于降低风荷载的有利影响。     

分裂导线不同步脱冰动力响应研究

输电线路覆冰脱落会引起导地线大幅振动,对线路结构产生潜在的危害,在分裂导线中更容易发生子导线不同步脱冰的现象。首先开展了单导线脱冰试验,验证了输电线路有限元建模及覆冰载荷模拟方法的有效性。随后利用相同的方法建立了六分裂导线-间隔棒体系的有限元模型,研究了分裂导线在不同步脱冰时各子导线的脱冰跳跃高度、导线张力和导线束扭转角的影响因素及变化规律。结果发现:部分未脱冰子导线的最大动态张力超过了导线全覆冰时的静张力,在分裂导线脱冰跳跃研究过程中应重点关注。     

高压直流输电线路电场强度计算方法

针对高压直流输电线路产生的电场问题，考虑分裂导线的作用，改进了Sarma计算电场强度的方法.计算了电场强度的分布，并分析了线路设计参数对电场强度分布的影响.研究表明，地面电场强度在中心点为零，向两侧极导线方向迅速增加，在极导线外侧1~3 m处达到最大值，而后随距离增加而急剧衰减.导线高度对电场强度的分布影响最为明显，导线越高，电场强度越小;次导线半径越大，电场强度越小;极间距越小，电场强度越小;次导线分裂间距和次导线布置形式对电场强度的影响很小.     

500kV输电线路电磁环境的matlab仿真分析

运用MATLABGUI平台进行编程仿真,以正三角排列的架空线路为例建立评价模型,对500kV输电线路周围的电磁环境进行仿真研究：分析了相导线对地高度、相间距离、分裂导线根数、分裂间距、分裂导线子导线半径的变化对工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响,依据相关的限值要求提出了控制措施。     

单极高压直流输电线路电场强度计算

通过改进Sarma计算方法和引入分裂导线的作用，运用解析法计算了高压直流输电线路的电场强度，并分析了线路几何参数的影响.结果表明，电场强度随距导线距离的增加而急剧衰减，地面最大电场强度位于导线垂直投影处.次导线半径和导线对地高度对电场强度的影响较明显，次导线半径越大，导线越高，电场强度则越小.次导线布置形式和导线分裂间距对电场强度的影响很小.在不同次导线半径下，最大电场强度与运行电压呈近似线性关系.在不同导线对地高度下，最大电场强度与运行电压呈发散状的非线性关系.将解析法计算结果和有限元法计算结果进行比较，两者吻合较好.     

±800kV特高压直流输电线路合成电场研究

基于Deutecsh假设的解析法,利用MATLAB软件对±800 kV特高压直流输电线路合成电场进行仿真研究.计算了极导线水平布置的±800 kV特高压直流输电线路合成电场的水平,详细讨论了线路结构参数(导线分裂数、子导线截面、导线分裂间距以及极导线对地高度和极导线间距)对合成电场的影响,为工程的设计和建设提供技术参考...     

输电线路多分裂导线脱冰动力响应分析

为探究输电线路在脱冰工况下的动力响应状态并对现有的脱冰跳跃经验公式进行改进,运用有限元软件ABAQUS建立四分裂导线有限元模型;基于隐式动力学方法对输电线路脱冰动力响应进行有限元分析,并将分析结果与经验公式计算结果进行对比,对现有的经验公式进行评价和改进,探究部分子导线单独脱冰对输电线路脱冰动力响应的影响,以找出子导线脱冰的最不利工况。研究结果表明:当导线覆冰厚度较小时,导线悬挂点处的支反力随脱冰率单调增加;而当导线覆冰厚度较大时,支反力随脱冰率先增加后减小;在脱冰跳跃经验公式中引入脱冰率作为参数可以提高计算公式的准确性;当部分子导线单独脱冰时,下部子导线脱冰会增加分裂导线发生翻转的风险,从而增加导线磨损和断股的概率。     

特高压多分裂直流耐压试验导线三维电场计算

为合理配置防风抗晕导线,特高压直流输电设备耐压试验过程中需对特高压多分裂直流耐压试验导线的标称电场进行快速计算。比较马克特-门格尔、有限元法、模拟电荷法对分裂导线表面电场计算的优缺点,建立基于模拟电荷法的分裂导线二维模型和三维模型,比较分析不同模型下导线表面及附近空间的电场分布情况,得到较精确的电场计算结果。结果表明:考虑弧垂、悬挂点不等高、导线有限长等因素,运用三维模型对多分裂直流耐压试验导线的表面及地面附近空间电场强度的计算结果与二维模型的计算结果基本吻合;在实验导线选型时,使用二维模型可得到满足工程需要的结果,但计算耗时要远低于三维模型。     

覆冰四分裂导线动态气动力特性分析

为研究覆冰分裂导线舞动时的气动力特性,基于Fluent软件的用户自定义函数对导线的舞动轨迹进行编程并结合动网格技术实现流固耦合.计算了新月形覆冰四分裂导线横向振动时的动态气动力系数,并与静态模拟结果进行比较;分析了舞动幅值和频率对动态气动力的影响.结果表明:相同风速下,动态气动力系数大于静态值,二者具有相同的变化规律;舞动时,迎风侧子导线尾流偏移,对背风侧子导线的影响减小,使背风侧子导线的动态气动力系数比静态时明显增加;阻力、升力系数随舞动幅值和频率的增加而增大,但频率对动态气动力的影响小于幅值的影响;工程中预测大档距导线舞动引起的断线临界风速和塔承受的荷载时,应考虑动态气动力系数对舞动的影响.     

覆冰三分裂导线气动力特性的数值模拟

采用有限体积法和SIMPLEC算法,求解雷诺数在亚临界区内的均匀黏性不可压缩流体的N-S方程,对风吹过平行布置的覆冰三分裂导线的气动力特性进行计算流体动力学（CFD）数值模拟.为克服数值模拟在高雷诺数下的数值不稳定性,在求解N-S方程时采用QUICK迎风格式,其对流项为三阶精度,其余项如扩散项等为二阶精度.针对新月形和扇形2种典型覆冰三分裂导线,分析平行布置的三分裂导线各子导线尾流间的相互作用及其对气动力特性的影响.计算结果表明,新月形覆冰导线比扇形覆冰导线舞动的风攻角范围大,但前者的舞动振幅小于后者;分裂导线中处于尾流区的子导线的气动力系数均小于迎风面子导线的气动力系数,且扇形覆冰导线比新月形覆冰导线更为显著.     

我国成功实施超高压输电线路直升机带电作业

湖北超高压输变电公司对武汉市蔡甸区境内的500千伏“双玉一回”输变电设备导线成功实施“超高压输电线路直升机带电作业”．填补了我国在这一技术领域的空白。     

影响特高压直流输电线路表面电场的因素及分析

导线表面电场是特高压直流(UHVDC)输电线路无线电干扰、可听噪声以及电晕损失的决定因素,为此准确计算导线表面电场强度显得格外重要.国内外对表面电场的影响因素分析较少,本文以模拟电荷法为基础,以每个子导线内部设置12个模拟电荷为例,针对线路的分裂导线数、子导线分裂间距、子导线横截面积、导线对地高度及极导线间距等影响因素进行分析.运用MATLAB语言编写程序,对模型进行计算仿真,得出每个变量对表面电场的定量影响,为工程架设中选择导线结构参数提供重要的理论依据.     

500 kV输电线路四分裂导线电动飞车研制

鉴于传统的人工走线和脚踏式导线飞车等线上移动方式存在作业人员劳动强度大、安全风险高等问题,进行了 500 kV输电线路四分裂导线电动飞车的研制,分析了电动飞车的机械结构及其越障过程,计算了电动飞车的爬坡能力,并利用有限元仿真软件对作业人员体表电场强度进行了仿真分析,分析结果表明电动飞车具有较好的越障能力,同时带电作业人...     

高自然功率紧凑型线路子导线优化排列算法

高自然功率紧凑型线路最的指导思想就是在尽可能紧凑线路结构的基础上通过增加分裂数来大幅度提高交流架空线路的传输能力，而这一切只有在优化排列子导线的前提下才能实现。为此，本文建立了一种子导线优化排列的数学模型。并在具体分析子导线间的静电屏蔽的基础上，依据极小化问题的下降类算法的原理，构造了一种切实可行的算法。     

更换双分裂导线带电侧单片瓷绝缘子专用工具的研制

针对双分裂导线耐张水平串因电压分布的特点,极易出现零值或因瓷瓶潜伏性缺陷发生破损的现象,本文研究了更换双分裂导线带电侧单片瓷绝缘子专用工具。通过实验证明了本文所研制的专用工具实现了新型作业方式更换带电侧单片瓷绝缘子的操作,减少了操作时间,简化了操作程序、降低了劳动强度,提高了工作效率。