传感器在预警铁塔不均匀沉降应用中的试验分析

在输电线路中经常由于外部工况的变化导致输电铁塔的整体倾斜甚至产生倒塔事故的发生,而铁塔的倾斜必然会引起铁塔主材内力的变化,为了预防输电铁塔倾斜造成的铁塔倒塔事故,提出利用一种特制的应变式传感器来反应铁塔主材的受力状态,根据传感器输出值判断铁塔是否失稳,以此达到预警的目的,保证输电线路的安全正常运行。     

基于塔线体系模型的沿海输电铁塔抗风性能研究

提高输电线路的抗风能力一直是沿海地区电网建设的重要任务。为研究沿海地区输电铁塔的抗风性能,采用极值III型威布尔分布,结合海南省海口市气象站监测的年最大风速序列,推算出了当地50年重现期内的极值风速,并利用石沅台风风谱进行了风速脉动风的模拟;然后根据当地一基铁塔在ANSYS中建立了一塔两线模型,进行风致动力学分析。分析表明:在脉动风作用下,主材最大轴力达到97.1 k N,已经超过了塔材轴向压力设计值71.9 k N,当考虑风载荷的脉动放大效应时,动态分析和静态分析的轴力极值之比超过了2倍。塔材受压失稳是铁塔发生结构破坏的主要因素,需要充分考虑脉动风的放大效应,按照静风等效作用进行沿海地区输电线路的设计很有可能导致构件受压失稳,严重时,甚至会发生倒塔事故。     

中卫─文昌110kV送电线路11号铁塔倒塌原因分析

针对中卫-文昌110 kV送电线路11号转角塔在未超条件使用的情况下,架线后发生倒塔事故,通过现场调查并对铁塔破坏处的结构进行受力分析与核算,结合现场塔材的破坏情况提出具体处理方案和预防措施。分析结果表明:基础根开的施工误差偏大产生了腿部主材较大的附加内应力,而该附加内应力正是导致铁塔过载破坏的根本原因。     

部分输电线路倒塔原因分析

对近年来发生的部分输电线路倒塔事故进行了分析,重点对倒塔现象、塔材破坏形式、所受荷载及破坏机理等方面进行了研究,依据铁塔设计力学原理,提出部分输电线路倒塔主要原因是由于其螺栓松动使杆件细长比增加,从而导致结构失稳,并对发生螺栓松动的主要原因进行了分析,提出了改进建议,为输电线路建设、运维提供了建设性意见。     

特高压交流J1转角塔设计及真型试验

针对我国1 000 kV 级特高压输电线路进行了J1 转角塔设计及真型试验。J1 转角塔塔型采用干字型,呼称高45 m,铁塔全高74 m,采用全方位长短腿,长短腿高差9.0 m。铁塔结构为角钢塔,塔身主材采用双拼组合角钢,单基塔重90.02 t,塔身主材采用Q420 高强钢,高强钢的应用占整个塔重的26.1％,塔身主材连接螺栓采用8.8 级高强螺栓。真型试验共进行了正常运行、事故断线、安装等13 个工况及90°最大风超载至破坏试验,最大极限承载力试验荷载从0 开始加荷设计荷载50％、75％、90％、95％直至100％。随后进行超载试验,按设计荷载5％递增加至130％,在130％～135％加载过程中,铁塔中相导线横担下塔身倒K 型正面斜材发生压曲失稳,致使所支撑主材及相邻斜材弯曲,导致铁塔破坏。真型试验结果与设计计算相符,说明铁塔设计及试验取得成功,为我国特高压交流试验示范工程杆塔设计研究提供了技术支持。     

老旧输电铁塔结构安全分析与加固仿真研究

针对已有老旧输电铁塔易发生倒塔事故不能满足在负荷条件下安全工作的状况,进行了安全性风险分析,建立输电铁塔结构模型,在特定工况下对杆塔仿真应力计算,找到输电铁塔受力薄弱点。通过主材加辅助支撑补强方案和主材增大截面技术补强方案对输电铁塔进行加固补强,对加固补强后的输电铁塔模型进行仿真,研究结果表明二重加固方案比原塔应力比降幅达20.9%～53.4%,从而提升了输电铁塔整体刚度及构件强度,满足了新条件下的安全使用要求。     

脉动风作用下输电塔线体系抗风性能研究

为了提升输电线路安全性,以某110 kV输电线路大风引起的铁塔倒塌事故为例,用通用有限元软件建立输电塔线体系有限元模型,分析脉动风荷载作用下铁塔的极限承载力,判断输电塔在风荷载作用下的薄弱部位。结果表明,塔线体系在平均风速达到27.5 m/s时铁塔发生破坏,此时塔身第三段受压侧主材处出现明显失稳变形,在抗风加固设计时应予以重点考虑。     

复沙500kV输电线路Ⅱ回拉线门型塔屈曲分析

复沙Ⅱ回500kV输电线路ZH91拉线门型塔为新设计塔型,使用前未进行真型试验,运行中该塔失稳。应用有限单元法对该塔的不同荷载工况进行了屈曲分析。结果表明,在覆冰荷载和导线不平衡张力荷载下,该塔横担下边框主材屈服;事故后的真型试验验证了计算结果的正确性。最后对铁塔进行了改进验算,将横担下边框主材规格由80mm×6mm改为100mm×8mm时,铁塔强度满足设计要求。     

220 kV某线铁塔横担变形分析

对220 kV某线输电铁塔横担变形事故进行了综合分析。对铁塔地质变化情况进行了检查,对铁塔横担结构主材和辅材抽样进行了材质综合分析。结果表明,由于铁塔地基施工前未采取回填土沉降处理,导致铁塔不均匀沉降,引起横担材料扭曲变形,冬季气温骤降材料脆化严重,因此引起塔材撕裂。     

带电更换220千伏直线铁塔主材

概述大庆局于1974年至1981年相继投运新让甲线67TD－101型直线铁塔267基。但于1977年7月7日在大风的作用下发生63号至67号倒塔5基的事故。事故发生后对该型铁塔的主材强度进行验算，验算结果4段、5段主材强度不够。1983年上半年对135基67TD—101直线搭全部采取了在5段加装水平材的补强措施，但是在1983年8月份又发生新让甲线118号、119号铁塔严重主材变形。据此，决定将原塔的4段、5段生材由原80X8的角钢更换为90X8的角钢。1施工方案的确定根据67TD－101型直线搭的结构及外形尺寸，共提出如下4种施工方案（表1）。经过上述4种方案的比较…     

输电铁塔等效缩尺模型风洞倒塌试验研究

输电铁塔作为典型的风敏感高耸结构,在强台风等极端天气中面临着结构失稳甚至倒塌的风险。为研究铁塔的风致响应及倒塌机理,本文开展了输电铁塔等效缩尺模型的风洞试验。通过研究模型在横向风荷载作用下发生局部杆件形变直至倒塌的整个破坏进程,分析了模型局部结构力学响应特性以及底部主材轴向受力分布情况,得到了风荷载作用下输电铁塔的结构薄弱点和主材轴向受力变化规律,并利用有限元仿真软件进行对比计算分析。结果表明,在横向风荷载作用下输电铁塔主材容易受到不均匀的轴向压力,增加了金属疲劳的概率,严重时会导致铁塔倒塌;输电铁塔塔身中下部主材在单向风荷载的作用下将会出现极大应变,对部分主材杆件进行补强加固能够有效增强铁塔抗风能力。     

强台风下高压输电线路塔—线耦联体系的力学行为仿真分析三:动静力响应对比

高压输电线路风致倒塔事故是近年来影响电力系统安全运行的重要因素。文中以南方电网某220 kV输电线路为背景,考虑铁塔和导、地线之间的耦联影响,运用ANSYS有限元分析软件,建立直线段塔线耦联三基塔两回线模型,对模型分别施加设计风速下的风载荷与时变风载荷,对比模型在两种情况下的静动力位移、应力响应数值差异,分析表明塔—线体系中铁塔的x、z向动力响应位移明显大于静力响应位移,铁塔部分主材轴应力与静力响应数值相比明显增大。研究结果可用于输电线路在风载荷作用下的可靠性分析。     

采用新标准对铁塔1B、1H模块典型设计的验算分析

根据国家电网公司对设计部门的要求,在使用典型设计前,要按照新GB 50545—2010标准,结合本地区气象条件,对原典型设计中的铁塔进行验算。因此,首先找出新、旧标准中关于安全等级、重现期、风速基准高度、地线冰厚、断线不平衡张力、不均匀覆冰工况、覆冰荷载系数、受压材长细比等方面的差别及新标准中增加的内容。结合呼伦贝尔地区的气象条件,对典型设计中1B、1H模块的系列塔型重新建模,分析铁塔失稳平衡,对铁塔主材、头部主材交叉材及辅助材进行满应力分析验算,并对地线支架进行强度和刚度的验算,同时计算出铁塔基础作用力的变化,验算结论为:塔头部分塔材规格增幅较大,主材基本没有变化,相对而言直线塔增加的幅度较大,转角塔增加不明显,基础作用力增幅较小。计算结果作为铁塔设计的依据,据此绘制铁塔加工图纸,可满足输电线路工程安全、稳定建设的需要。     

LH23.7型铁塔倒塔事故初步分析

一、引言 220千伏蓿包高压输电线路LH23.7型铁塔连续两年发生三处同样性质的自然倒塔事故,因此很有必要从根本上分析自然倒塔的原因,以便今后对该型铁塔的使用、改进有所帮助。     

500kV输电线路不均匀沉降基础平推复位

500kV输电线路铁塔基础由于不均匀沉降导致基础根开发生变化,从而引起铁塔斜材甚至主材弯曲变形。如果更换斜材或主材,需对塔材重新放样,且更换工作量大,并且不能保证塔材不继续变形。如能够利用千斤顶将基础平推使基础根开恢复至设计值,则可以使已变形的斜材或主材恢复。为此,对500kV双回路丰进线39号铁塔基础采用了线路运行不卸载时平推的施工方法,使基础根开恢复设计值,弯曲斜材、主材变直。     

定制传感器监测输电塔整体倾斜的试验分析

为了验证一种定制的应变式传感器能用来监测铁塔主材的受力状态,开展了杆件拉力试验和压力试验。试验数据的分析结果显示:传感器输出值和加载值是正相关的,因此这些输出值是可靠的。在输电铁塔的主材处安装这种传感器,一旦传感器的输出值超过主材正常应力范围,并有增大的趋势,则应对该铁塔进行详细检查,以确保其安全运行。     

河南电网500kV姚邵线舞动事故分析与治理措施

河南电网500kV姚邵线2008年元月发生舞动倒塔事故。通过分析认为,恶劣天气引发的长时间导线持续舞动是导致事故的原因,由于导线长时间持续舞动,而塔身防盗螺母不能防松,导致螺栓松动脱落,进而导致铁塔辅助材脱落,铁塔结构体系变化最终引发事故。针对此情况,在姚邵线加装双摆稳定器和整个塔身横担以下防盗螺栓加装螺栓防松帽,以提高塔身的抗舞能力。     

恶劣气候对浙江电网输电线路的影响

恶劣气候对浙江电网输电线路安全稳定运行构成了严重威胁。对近年浙江电网输电线路发生的冰灾、风灾及雷击跳闸事故情况进行了全面分析,并提出对策和建议,以期为架空线路的防灾减灾提供借鉴和参考。结果表明严重覆冰导致杆塔及导线过荷载,不平衡张力及绝缘子串冰闪是造成冰灾的主要原因;新建线路应尽量避开垭口、分水岭、湖泊、峡谷等微地形易覆冰区;台风强度过大导致铁塔主材不堪重负是倒塔的根本原因;对于新建线路,应修订和细化原有气象分区,适当提高架空线路的防台风标准。浙江省的雷电灾害具有区域分布特征,建议安装线路避雷器等措施来降低雷击跳闸率。     

送电线路转角塔、终端塔的不对称设计研究

当输电线路转角超过一定范围 ,风向由内角向外角吹所产生的风荷载恒小于导 (地 )线产生的角度荷载时 ,转角塔外侧主材将永远受拉应力控制 ,拉杆将不受压应力失稳影响 ,铁塔内外侧主材可相差 1～ 2个规格级 ,甚至更大。在此情况下 ,若线路转角塔采用不对称设计 ,可节约钢材 5 %～ 10 % ,甚至更多。     

电力铁塔主材形变与气温关联性

分析电力铁塔的塔身主材受地震、强风荷载、线路覆冰等恶劣自然因素影响而导致变形损坏之外,受到气温变化带来的热胀冷缩影响而导致受力增加的情况,介绍采用光纤Bragg光栅(FBG)应变传感器对塔身主材形变进行多点在线监测的方法。