中冰区输电线路悬垂塔地线不平衡张力取值研究

采用“等线长法”计算中冰区悬垂塔地线在不均匀覆冰下不同档数、档距、高差、档距差、串长和应力情况下的不平衡张力,并结合具体工程实例,分析现有规程规范的局限性。结果表明：对于地形条件较差的山区线路,不均匀覆冰下中冰区地线不平衡张力比较容易超规程限值,且不平衡张力受中间档档距差或高差的影响较小,受档距或连续变化档距差的影响较大;为减小输电线路纵向不平衡张力,应缩短耐张段长度或减少档数,缩小使用档距,增加悬垂串长或电线应力,均匀分布档距;由于提高地线纵向不平衡张力百分数对塔重和工程造价的影响较小,建议15 mm中冰区悬垂塔地线不均匀覆冰下不平衡张力提高至40%,20 mm中冰区提高至45%。     

大截面导线重覆冰区不均匀冰纵向荷载特性分析

现行规程给定的不平衡张力的设计值与实际工程取值差异较大,为了研究大截面导线重覆冰区不均匀冰纵向荷载特性,建立连续档不平衡张力计算模型,编制VB计算程序,参照典型的特高压直流输电线路工程设计条件,计算了直线塔和耐张塔的不平衡张力,对影响直线塔不平衡张力的档距、高差、悬垂串长、导线直径、覆冰率、档距不均匀性、覆冰厚度等因素进行敏感性分析。针对大截面导线重覆冰区,建议增大耐张塔不平衡张力取值,降低直线塔不平衡张力取值,其中直线塔不平衡张力可根据使用条件进行分级取值。     

重覆冰区特高压输电线路路径选择

特高压输电线路所经过的路径海拔高度、走向以及区域内的微地形微气象等条件,会对导地线覆冰情况产生严重影响。通过计算分析在重覆冰工况下,特高压输电线路的大高差、大档距、大小档以及耐张段长度对不平衡张力的影响,并分析了污秽对覆冰绝缘子串电气性能和杆塔塔头尺寸的影响。计算表明,重覆冰对特高压输电线路安全性和经济性的影响较高压、超高压线路更大。最后对特高压输电线路路径的选择提出了相应的具体措施。     

超／特高压交流同塔多回输电线路覆冰不平衡张力分析

根据超／特高压交流同塔多回输电线路的导地线型号及绝缘子串参数建立线-串有限元模型,分析了不均匀覆冰随耐张段档数的变化规律,不同挂点高差模式对不均匀覆冰不平衡张力的影响,给出了不均匀覆冰不平张力的分析计算方法。对超／特高压交流同塔多回输电线路导地线挂点不均匀覆冰不平衡张力随覆冰率的变化规律进行分析,给出了定量的计算结果。在此基础上,建立塔-线-串耦合的三维有限元模型,考虑铁塔变形对不均匀覆冰不平衡张力的分析,将计算结果与线-串有限元计算结果进行对比分析。根据有限元分析给出超／特高压交流同塔多回直线塔,导、地线不均匀覆冰不平衡张力百分比取值,一般情况下导线取为10％、地线取为20％,如果从经济性考虑,对同塔不同电压等级可以取不同的不平衡张力百分比,1000kV导线取7％,500kV导线取10％,地线取20％。     

纵向不平衡张力计算与分析

不均匀覆冰是引起直线塔两侧出现不平衡张力的主要原因,是导致直线塔倒塔和损坏的主要原因之一.输电线路杆塔设计时应使杆塔能够承受一定纵向不平衡张力,避免因设计不当而造成倒塔事故.采用Visual C++开发平台编制了覆冰不平衡张力计算程序,通过对比证明程序的正确性,并从不均匀覆冰位置、档距、高差、悬垂绝缘子串长、导线最大使用张力、导线分裂组合方式等几个方面分析总结覆冰不平衡张力变化趋势,为输电线路设计人员提供设计参考.     

平丘地区特高压直流线路冰区直线塔不平衡张力计算

采用数值计算法对±800 k V上海庙—山东特高压直流输电线路典型平丘地形15 mm冰区直线塔不平衡张力进行计算,对比分析导地线不平衡张力实际计算值和规程要求值的差异,对优化平丘地区特高压直流线路15 mm冰区直线塔导线不平衡张力取值进行探讨,为后续特高压直流输电线路直线塔设计提供参考。     

不均匀冰对重冰区特高压输电线路导地线间隙设计的影响

该文建立连续档不均匀冰张力计算模型,并编制了计算程序;然后研究档距、高差、档数、串长、覆冰厚度、覆冰率等因素对不均匀覆冰、不同期脱冰重冰区特高压线路导地线弧垂的影响,对重冰区特高压线路导地线间隙设计提出建议。     

特高压直流输电线路直线塔重覆冰不平衡张力计算

首先针对不平衡张力经典算法中存在的收敛速度慢、收敛于非正确解等问题提出解决办法,然后计算某实际±800 kV特高压直流输电工程中的某一实际耐张段在不同覆冰厚度情况下的不平衡张力,并与规程中的不平衡张力取值进行比较。结果表明,在重冰区直线塔两侧存在大档距、大高差或者直线塔靠近水汽丰富的地区时,应在规程取值的基础上适当提高不平衡张力系数,增强线路抗冰能力。最后给出了适用于该工程的不平衡张力系数。     

输电线路导线不均匀覆冰时不平衡张力的影响因素分析

输电线路导线不均匀覆冰会使导线产生不平衡张力,进而造成铁塔倒塌、塔头破坏、导线损坏等事故。本文以湖北超高压公司宜昌超高压局所辖的三峡右2—蔡家冲Ⅰ回500 kV输电线路作为研究对象,分别从不均匀覆冰杆塔档数、档距、相邻档的高差及悬垂绝缘子串长度等方面分析计算各因素对1个耐张段内一相导线所受不平衡张力的影响。结果表明,导线不均匀覆冰导致其所受的不平衡张力随档距的增加而增大,而随悬垂绝缘子串长度及相邻杆塔高差的增加而略有减小,不均匀覆冰档的档数对不平衡张力的影响具有随机性。根据结论,对中(重)冰区架空线路设计提出建议。     

重覆冰区线路不均匀脱冰的不平衡张力计算

重覆冰区线路覆冰后不均匀脱冰产生不平衡张力,严重时可发生倒塔事故,为此在设计中计算不平衡张力,合理确定重覆冰区杆塔荷载具有重要意义.以浙北福州1 000 kV交流线路工程为依托,分析特高压线路不均匀脱冰过程,采用等线长法计算模型,引入“扫描二分法”改进迭代算法,开发设计软件以实现对不均匀脱冰产生不平衡张力的高效精确计算.通过计算,对影响不平衡张力的绝缘子串长、导线型式、档距配置、高差、脱冰率等因素进行敏感性分析,验证计算结果并发现抑制重覆冰区不均匀脱冰的方法,从而减小不平衡张力,合理设计线路在重覆冰区的杆塔荷载,增强线路抗冰能力.对于不均匀脱冰影响很大的孤立档,建议考虑不均匀脱冰模式下的不平衡张力,加强耐张塔设计.     

±800kV直流输电线路重冰区导、地线脱冰冲击敏感因素浅析.

结合±800 k V直流输电线路重冰区的实际工程数据,基于脱冰数值计算理论,通过数值方法模拟了六分裂导线在不同档数、档距、高差等复合因素影响下导线的脱冰动力响应过程,分析不同参数条件下导线和地线脱冰对悬垂绝缘子串和耐张绝缘串的冲击效应,得到最不利脱冰冲击效应的控制因素。研究表明:不同档距和高差组合下,档距和高差均最大时脱冰后的冲击效应最强;对于连续档,不同档脱冰时,对其相邻档导地线串的冲击效应最大;脱冰水平冲击效应主要受水平档距的影响,垂直冲击效应主要受高差的影响。     

重覆冰区特高压悬垂型杆塔不平衡张力分析

分别采用有限元分析方法与等线长法计算了典型耐张段的不平衡张力和悬垂串偏移量,这2种方法的计算结果基本一致。通过建立连续7档导线-绝缘子有限元模型,考虑多种线路设计参数的影响,分析了不同工况下重覆冰区特高压悬垂型杆塔的导线张力及不平衡张力。结果表明,覆冰加载模式、覆冰偏心和覆冰风速对不平衡张力影响不大,建议采用换算密度法模拟覆冰荷载并考虑10 m/s覆冰风速。不考虑档距差和高差时,随冰厚、档距和覆冰率的增加,导线不平衡张力百分数逐渐增加,计算得到的不同冰厚下特高压悬垂型杆塔不平衡张力百分数均小于规程规定值。随高差和档距差的增加,有高差和档距差的不平衡张力与无高差、无档距差的不平衡张力比值增大;随冰厚的增加,不平衡张力比值减小。30 mm及以下重覆冰区,不平衡张力百分数按照现行重覆冰区规程规定取值。40、50 mm重覆冰区,应将不平衡张力百分数分别提高至35%和41%。     

复合横担杆塔不平衡张力调节装置及其设计方法研究

针对复合横担杆塔易承受较大不平衡张力的问题,设计了一种杆塔不平衡张力自动调节装置,结合装置特点构建了不平衡张力计算方程组,提出了迭代求解方法,分析了装置结构参数对不平衡张力调节效果的影响规律。研究表明不平衡张力调节装置可有效降低在断线或不均匀覆冰工况下挂点处的最大不平衡张力。     

一种求解架空输电线路单端覆冰下不平衡张力的方法

采用简支梁理论与"等线长法"模型,提供了一种求解架空线路单端覆冰下不平衡张力的方法,与现有技术相比,提出了连续档单端覆冰下档距变化量Δlk的计算公式。通过与ANSYS软件数值仿真结果对比,该文方法能准确计算出电线单端覆冰情况下的不平衡张力及形态分布。文章还分析了覆冰故障实例,运用该文方法的计算结果与现场情况基本吻合,且导线脱冰、地线单端覆冰下导地线最小接近距离小于现有规范要求值,在大高差的线路设计中,应校验此种情况下的间距。该文计算方法既能满足工程精度的要求,又能形成简便实用的计算程序,适用于工程实际计算,用于指导塔头的设计,提高线路抗冰能力。     

±800 kV线路中导线耐张串荷载对弧垂、张力的影响

在±800 kV直流输电线路工程中,导线耐张串串长较长、串重较大,其荷载对连续档内的导线弧垂、张力的影响已不可被忽略。简述了±800 kV直流输电线路架线方式,利用力矩平衡原理,对连续档内导线耐张串荷载与导线弧垂、张力之间的关系进行计算和分析,结果表明,对于长连续档耐张段和“耐-直-耐”耐张段,耐张塔相邻档导线弧垂的计算公式和设计处理措施是行之有效的,并在实际工程中验证了该方法的正确性。     

某±800kV直流线路地线断裂原因分析及建议

某800 kV直流线路的地线因覆冰过重发生断裂,事故造成线路单极闭锁故障,线路长时间处于单极运行状态。通过输电线路电气计算软件从地线覆冰不平衡张力、地线下倾角、脱冰跳跃等方面进行综合分析计算,得出地线覆冰不平衡张力和悬垂线夹损坏后地线发生滑移是本次事故的主要原因。根据事故分析情况提出治理建议,为后续工程设计提供参考。     

置信域算法在输电线路覆冰不平衡张力计算中的应用及不平衡张力的影响因素

输电线路覆冰不平衡张力计算是验算杆塔强度、检验各档导线应力和对地距离的前提条件。针对覆冰不平衡张力数学模型的高维、强非线性等特点,选用具有强鲁棒性的Trust Region优化算法完成模型求解。算例和大量仿真结果显示,该算法可得耐张段各档应力、档距增量和高差增量的高精度解。在模型和算法准确性得到验证之后,计算了不同冰区和覆冰不平衡率下最大不平衡张力百分比,进一步分析了不平衡张力随导线安全系数、悬垂串串长、档高差等因素的变化规律,可用于解决覆冰线路的优化设计、安全运行和事故分析等问题。     

架空输电线路连续档不平衡张力计算

不均匀覆冰导致直线塔两侧出现不平衡张力,铁塔受到弯矩和扭矩,是直线塔倒塔和损坏的主要原因之一。采用等线长法精确计算杆塔所受的不平衡张力,在杆塔结构设计中非常重要,可以使工程设计人员对杆塔的受力情况准确把握。既能避免不考虑悬垂串倾斜而采用过大的不平衡张力造成的浪费,也能防止采用较小的不平衡张力带来的风险,使杆塔设计更趋向于经济合理、安全可靠。     

V形复合绝缘子力学特性研究

绝缘子串的风偏闪络一直是影响输电线路安全运行的主要问题之一。针对哈密—郑州±800 kV特高压直流工程的V形复合绝缘子串风偏设计校核问题,在I形绝缘子串弦多边形方法的基础上,构建并推导了适用于V形复合绝缘子串（含金具等）的弦多边形计算方法,并利用有限元方法验证了该方法的准确性和有效性,给出了确定该方法适用范围的最小轴向拉力计算方法。进而基于该特高压线路的参数,应用此方法研究了V串夹角、导线平均高度及水平档距/垂直档距组合变化对风偏特性的影响。结果表明,在给定垂直档距和水平档距条件下,建议V串夹角随导线平均高度增大而增大;在给定导线平均高度和垂直档距条件下,建议V串夹角随水平档距增大而增大;在给定导线平均高度和水平档距条件下,建议V串夹角随垂直档距增大而减小。给出了不同导线平均高度、垂直档距和水平档距条件下所建议的V串夹角值。     

塔线体系脱冰不平衡张力影响因素分析

导线脱冰会引起导线张力剧烈变化,产生较大的张力差,容易对输电线路造成严重的电气或机械事故。为此利用有限元瞬态动力学方法,建立导线脱冰跳跃力学模型,对脱冰不平衡张力的多个影响因素进行分析,揭示各参数对不平衡张力的影响规律。结果表明：导线脱冰不平衡张力随覆冰厚度、脱冰档档距、脱冰量、突变高差的增加而增加;导线脱冰不平衡张力随连续档数的增加而趋于稳定;当档距一定时,导线脱冰不平衡张力随悬垂绝缘子串长度的增加而减小;脱冰方式的不同对不平衡张力的影响较大。相关成果可为后续线路结构设计以及制定科学合理地除冰融冰措施提供借鉴作用。