玻璃钢输电塔中稳定构件布置形式的研究

以通用设计中的110 kV输电塔为计算模型,研究了将玻璃钢材料应用于输电塔上能满足结构稳定性的构件布置形式,采用特征值屈曲分析对风荷载作用下不同塔腿和塔身形式的输电塔进行了有限元计算。结果表明,主材用角钢、其他构件用玻璃钢的输电塔结构和改变塔腿形式或再进一步将塔身下半部改为具有水平材的双腹杆形式均能满足结构稳定性要求。     

覆冰对输电塔风振系数的影响研究

针对传统方法计算覆冰情况下输电塔的风振系数不能精确模拟的实际情况,基于输电塔的不同覆冰形式建立了不同输电塔模型,采用ANSYS有限元软件分析输电塔结构的动力特性,计算了不同覆冰情况下结构自振周期及其振型的精确解,以此研究覆冰对输电塔的风压调整系数的影响程度.结果表明,当输电塔身覆冰厚度不断增大时输电塔自振频率减小明显,频率值相差最小幅度接近10%,风振系数由无覆冰时的1.63增至覆冰60 mm时的1.74.     

500 kV输电钢管塔的风雨激励分析

利用ANSYS软件建立了500 kV狮洋至五邑送电线路DZV674直线塔的有限元模型,研究了其动力特性,获得了前10阶自振频率,基于Kaimal脉动风速谱及线性自回归滤波器法（AR）模拟脉动风速时程原理,利用Matlab软件得到模拟脉动风速谱,在此基础上完成对雨荷载的模拟。并采用时程分析法分析了风单独作用与风雨共同作用下的动力响应,计算了输电塔的位移、轴力和弯矩。结果表明,在对输电塔的风雨激励分析中风荷载为主要设计荷载,但雨荷载对其影响也不可忽略。     

覆冰荷载下500 kV输电塔失效模式研究

以2008年初南方雪灾致输电塔倒塌为背景,利用ANSYS软件建立了某500 kV输电线路的一塔两线体系精细化有限元模型,给出了利用荷载增量最小准则法搜寻输电塔主要失效模式的过程,计算了中、重冰区高压输电塔的主要失效模式,列出各失效路径中失效杆件的位置,进而对比分析了中、重冰区下输电塔结构的可靠性。结果表明,中冰区的输电塔的失效模式大部分在塔头位置,不能满足标准要求,而重冰区的主要失效模式出现在塔头部分的偏多,部分出现于塔身位置,相比于塔头,塔身部分的能满足标准要求。     

500/220 kV多回窄基钢管塔塔脚节点极限承载力有限元分析

为了研究500/220 k V混压多回窄基钢管塔塔脚节点的受力性能及承载力情况,利用有限元软件ANSYS,对该塔进行建模及有限元分析。研究其在轴力和弯矩共同作用下塔脚节点应力分布、塑性发展、节点破坏模式及极限承载力情况,以期准确把握该类钢管塔塔脚节点的力学行为,为工程设计和后续的研究工作提供相关的比较数据。研究表明,塔脚节点最终破坏形式是肋板以上主管管壁的鼓曲破坏,设计荷载作用下塔脚节点未发生破坏。同时,通过承载能力极限状态的分析,对设计中次应力需要考虑的大小做出了量化,提出了考虑次应力影响的输电钢管塔主材设计方法,使实际设计更为经济化。     

基于动力特性的输电塔结构损伤识别研究

准确识别输电塔结构的损伤位置和损伤程度,对输电塔检修工作和电网安全运行具有重要的工程意义。针对输电塔结构特点,为提高识别精度,提出了一种新的输电塔结构损伤二步识别法,即以输电塔的动力分析为基础,将曲率模态和模态应变能作为指标,分损伤定位和定量两步识别输电塔损伤位置和损伤程度,并以某220kV输电塔为例,验证了该方法的可靠性并分析了不同损伤程度、损伤位置对识别精度的影响。结果表明,该方法能够准确地识别出输电塔的损伤位置和损伤程度。     

侧向横风作用下角钢输电塔的动力响应研究

研究了侧向横风作用下角钢输电塔的动力响应问题,以某大型角钢输电塔为工程背景,基于空间梁单元建立了输电塔的动力分析模型。在此基础上模拟了结构的风荷载时程,并对该输电塔在侧向横风作用下的动力响应进行了分析研究。研究表明:在横向侧风作用下输电塔将同时产生侧向和纵向的风致振动,其中侧向振动峰值要明显大于纵向振动峰值,部分主材杆件的峰值内力已经超过了材料的屈服强度。因此,在角钢输电塔的设计建造过程中,应当充分考虑侧向横风的影响。     

山区长短腿输电塔的动力失稳分析

针对山区长短腿输电塔在静风和脉动风作用下动力失稳问题,为寻求输电塔失稳极限风速和破坏发生路径,研究了山地丘陵B类地貌常用5B ZBC4型长短腿输电塔在风载作用下的动力特性,采用B-R准则和动态增量法（IDA）并结合位移等值准则,考虑了不同的风载作用,模拟了山区脉动风载对输电塔进行非线性屈曲分析和时程分析。结果表明,输电塔靠近山顶侧发生受压破坏、山谷侧为受拉破坏,且从塔腿开始逐渐发展到塔身,最终导致倒塔事故;现行山地丘陵输电塔的抗风设计规范将风等效为静力荷载的方法偏于不安全。     

基于HHT的输电塔结构损伤识别

基于HHT在分辨率和客观性方面的优势,提出一种新的输电塔结构损伤识别方法,在sap2000中建立模型,采用白噪声为激励信号,在主材上布置若干监测点进行信号的接收,应用经验模态分解法(EMD)分解输电塔在相同位置下发生损伤前后的响应信号,得到响应信号的各阶本征模态函数,再采用波形因数量化结构响应信号的各阶固有模态函数.通过对比结构损伤前后响应信号本征模态函数的波形因数,即可直观地判断结构有无损伤.     

导地线对输电塔动力特性影响分析

为研究输电线路中导地线对输电铁塔动力特性的影响,基于有限元软件ANSYS建立了输电塔及塔线体系有限元模型,采用仅考虑导地线质量作用、仅考虑导地线刚度作用、同时考虑导地线质量和刚度作用3种模型分别分析了输电塔动力特性,并与单塔模型进行了比较。结果表明,导地线的质量作用和刚度作用对输电铁塔动力特性均有影响,且质量作用影响较大,计算分析时不可忽略。     

输电线路铁塔抗冰设计

2008年的冰灾让整个电力行业重新审视覆冰对线路的影响,相继对现行的技术规定进行了修改,增加了许多与抗冰有关的内容。结合2008年冰灾铁塔破坏形式,对导地线覆冰荷载进行分析,对新老规定进行技术经济比较,提出了铁塔抗冰设计应注意的问题和建议。     

橡胶铅芯阻尼器控制下输电塔风振系数研究

以向家坝-上海、锦屏-苏南±800 kV特高压直流输电线路工程为例,介绍了橡胶铅芯阻尼器在一般线路输电塔风振控制中的应用.通过三维有限元仿真和风荷载的数值模拟,对单塔、输电塔-线体系在阻尼器控制前后的风振响应进行了时程分析.统计得到了输电塔结构的风荷载调整系数取值,并与多种现行规范的取值进行比较.结果表明,输电塔在横担位置风荷载调整系数存在突变现象,现行规范无法考虑这一影响,在设计时应引起重视;导(地)线使输电塔体系的质量、刚度和阻尼有所增加,从而产生了对塔架振动的抑制作用,因此在风振设计中应考虑塔线耦合的影响;输电塔-线体系采用橡胶铅芯阻尼器后风荷载调整系数得到有效减少且减少率沿塔高逐渐增大.     

750 kV输电线路铁塔选型和规划

随着我国经济的高速发展,电力建设也进入了飞速发展时代,特别是特高压、跨区联网线路的建设,伴随着大量新塔的设计。对架空输电线路铁塔设计的关键因素进行了分析,并简要介绍了铁塔的选型和规划。     

110 kV高性能纤维增强复合材料输电杆塔设计

为研究经济型的输电线路,提出了一种新型高性能纤维增强复合材料(FRP)输电杆塔,根据国家电网公司输变电工程典型设计中110kV钢管类的设计条件,结合FRP材料电绝缘特点、气象条件设计了FRP杆塔的结构尺寸,运用有限元软件对其强度、变形等性能指标进行验算,并针对材料弹性模量特点比较了4种常规截面,选定圆环内接三角肋截面为最优方案。与传统电杆比较分析表明,该结构尺寸的FRP电杆适用于110kV输电线路,具有显著的社会效益和经济效益。     

输电杆塔插板连接管节点参数研究

通过有限元数值分析方法,从节点板尺寸、主管径厚比、主支管轴线夹角、主管轴力等方面开展了插板连接管节点极限承载力的参数研究,得到了管节点各个参数对其承载力的不同影响规律,并给出了工程设计的合理建议。     

输电线路掏挖基础的抗拔承载特性数值分析

针对输电线路掏挖基础上拔过程中基础底板周围土体的大变形问题,基于有限元软件ABAQUS建立了基础与周围均质地基土体共同作用体系的弹塑性有限元数值分析模型,采用ALE法通过变参数计算分析了土性参数、基础埋深与扩大头直径比(H/D)及基础与土接触条件对破坏模式和极限上拔承载力的影响。结果表明,该方法能准确计算和预测输电线路掏挖基础抗拔承载力的实际情况。     

接地电阻和土壤电阻率及隐蔽泄流地网测量的输电杆塔防雷技术

针对传统技术对输电杆塔的防雷诊断只是以测量接地电阻为基础,这种测量方法测量误差大。根据规程要求,提出了一种基于接地电阻和土壤电阻率及隐蔽泄流地网测量的输电杆塔防雷技术。文中接地电阻测量主要基于直线三极法测量,土壤电阻率测量则基于四极法测量,隐蔽泄流地网测量主要通过测量输电杆塔与地网隐蔽导通时两端电流的方式监测。关于接触电阻以及土壤电阻率,通过季节系数修正方式提高准确度。实践表明：基于接地电阻和土壤电阻率及其隐蔽泄流地网测量技术能够精确测量,利于输电杆塔选择合适的防雷技术。     

输电钢管塔新型锻造法兰破坏模式研究

针对输电钢管塔采用传统锻造法兰和新型内外双层锻造法兰两种节点连接形式,选取法兰盘厚度、螺栓个数、螺栓孔中心到法兰外缘的距离及螺栓孔中心到法兰颈根的距离4个计算参数,利用Ansys软件建立了输电钢管塔法兰节点连接有限元模型,研究了在轴向拉力作用下两种锻造法兰节点的破坏模式。结果表明,传统锻造法兰有螺栓弯曲屈服、法兰颈变坡段与直坡段接触点屈服两种破坏形式;新型内外双层锻造法兰有法兰颈根屈服、钢管拉伸屈服两种破坏形式,同时法兰盘厚度、螺栓个数均小于传统锻造法兰。     

高海拔330 kV输电线路悬垂串金具电晕特性研究

我国西北部分高海拔地区330kV同塔双回输电线路悬垂串金具运行中存在明显放电现象,为降低电能损耗,采用三维有限元分析计算软件对实际同塔双回线路进行建模研究,并对悬垂串金具表面电场分布进行仿真计算。根据计算结果,在特高压交流试验基地环境气候实验室和特高压户外试验场对优化前后悬垂串金具开展可见电晕试验研究。结果表明,悬垂串金具安装防晕球后,金具表面最高场强从28.3kV/cm降至22.4kV/cm,降幅为20.8%,同时金具电晕放电起始电压与熄灭电压比优化前分别提高12.6%和5.6%。随着海拔高度上升,金具电晕放电电压下降,4 300 m海拔下起始电压与熄灭电压分别比0 m处下降31.0%、31.1%,可为高海拔线路金具设计与优化提供参考。     

基于ANSYS的输电线路钢管杆结构稳定性分析

钢管杆的稳定性关系到输电线路是否能够安全运行,而常规的稳定性计算方法非常复杂且不易求解。利用有限单元法理论,采用通用有限元分析软件ANSYS,对110kV双回路钢管杆进行三维建模,并对其进行稳定性分析,得出钢管杆在5种工况下的失稳临界荷载、特征值和屈曲模态形状,发现断导线工况下钢管杆最容易失稳。该研究表明,借助有限单元法可以有效地分析钢管杆的稳定性,并得出合理结果,为ANSYS计算钢管杆稳定性问题提供参考。