新型低风压导线结构参数对风阻系数影响规律研究

有效降低架空导线的风阻系数是确保线路安全稳定运行以及应对极端自然条件的关键。为获得更低风阻系数的导线，基于表面形状设计原理，文中研究了具有不同表面结构的架空线，并利用风洞试验研究了架空线开口角、小圆弧曲率半径和凹槽深度等因素对导线风阻力系数的影响。获得了在不同风速范围内，随开口角和小圆弧曲率半径不同，导线风阻力系数的变化规律。实验结果表明，开口角为90°，曲率半径为3.5 mm的架空线，在35 m/s的风速时的风阻力系数最小，并且对其进行了多种力学性能测试，结果均符合标准要求。该结构显著降低了架空线的风压，对提升线路安全性具有重要意义。     

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%。     

直流电场下特高压背风子导线过冷雨滴碰撞系数研究*

特高压直流输电线路在高海拔或低气温环境下易发生覆冰现象。由于迎风与背风导线的间距较小,雨滴轨迹及背风导线流场会受到迎风导线的影响。然而,针对碰撞系数或覆冰特性的研究多集中在单根导线风场大小、雨滴粒径等关键参数,鲜见涉及电场条件下分裂导线背风子导线碰撞系数的讨论。为此,结合拉格朗日法对雨滴撞击背风子导线表面的过程进行数值分析。利用ANSYS Fluent中的电磁场模块对分裂导线施加电场,分析了电场强度、导线间距及导线夹角等参量对碰撞系数的影响。研究表明：电场强度在0~50 kV/cm的范围内,导线碰撞系数几乎呈线性衰减,衰减率约为55%;电场场强大于50 kV/cm时,碰撞系数衰减幅度进一步增大。随着导线间距的增加,背风子导线的碰撞系数逐渐升高,随后保持不变。导线夹角不为0°时,风速4 m/s工况下的碰撞系数平均值约为0.6543,最大幅度为1.9%,风速10 m/s工况下的碰撞系数平均值约为0.8395,最大幅度仅为1.2%,碰撞系数几乎不发生改变。     

特高压直流输电大截面导线带电覆冰与融冰特性试验研究

现有小截面导线覆冰和融冰规律不能直接线性换算至大截面导线,为此在人工气候实验室开展LGJ-720/50和JL/G3A-900/40这2种特高压直流输电大截面导线的带电覆冰与融冰试验,分析覆冰厚度增长与电流和气象参数的变化规律,得到大截面导线融冰时间与融冰电流、环境温度和风速、覆冰厚度的特性曲线。研究结果表明运行电流通过产生焦耳热降低水滴在大截面导线上的冻结系数能抑制覆冰增长;风速增大、降雨量增加可以增大水滴的碰撞系数和收集系数,温度降低可增大冻结系数,从而加快导线覆冰增长速度;环境温度还决定着导线覆冰类型。大截面导线融冰时间主要取决于导线表面需要融化的冰层厚度,并随着融冰电流的增大逐渐减小;环境温度越低,风速越大,融冰时间越长;融冰时间随覆冰厚度增加呈线性规律增长。研究结果能够为特高压直流输电线路阻冰和融冰提供理论指导。     

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。     

基于张力测量的输电线路导线舞动在线监测系统

本文依据输电线路舞动时导线张力变化的模型,计算了其水平分量和竖直分量的变化值,研制了一套可在线测量导线舞动的监测系统。基于导线机械结构,设计出了适应于线路测量的压力传感器;通过A/D转换,输出张力变化的数字信号;基于ZigBee无线传输技术,实现导线张力的在线监测。最后通过某线路对比测试,证明该测量系统可有效地实现输电线路的舞动测量。当风速大于6.7 m/s时,导线舞动幅值与风速呈现正相关关系,直到风速为12 m/s时,舞动达到最大值6.1 m;随着风速进一步增大,导线舞动幅值呈现震荡趋势。     

不同风速下导线风偏动力响应分析

架空输电线路风偏是线路在运行中的常见现象,尤其是沿海地区经常会遇到很强烈的大风,在如此强烈的大风下导线会发生严重的不同期摆动导致导线相间距离减小甚至发生相间击穿对输电线路的运行产生了很大的威胁。为此,有必要对导线在强风下的运动特性进行研究,并找到抑制大风不同步摆动的有效方法。在对输电线路风偏的研究中主要采用了一个3自由度多档动态模型来对输电线路的不同风速的风偏动态特性进行研究,获得了输电线路风偏动态特性,找出输电线路在不同风速的最小相间距离与风速的关系,得出了对于不同风速的防治方法,研究表明,在32 m/s风速、线路小档距时,输电线路的风偏不同期摆动的抑制重点为上下相,大档距线路的抑制重点转到了水平相间;而16 m/s风速时,输电线路风偏不同期摆动的抑制重点始终为水平相间。     

基于Fluent的覆冰导线气动特性分析

为了研究覆冰导线在风荷载作用下的气动特性,笔者采用计算流体力学软件Fluent模拟覆冰导线周围的空气流场,并计算了不同覆冰厚度的导线在不同迎风攻角下的升力系数、阻力系数及扭矩系数,得到了覆冰厚度、风速等因素对覆冰导线气动参数的影响规律。结果表明,覆冰厚度对阻力系数、升力系数和力矩系数均有较大影响,但影响规律不尽相同。风速对阻力系数有较大影响,对升力系数和力矩系数的影响并不明显。计算所得的气动参数可为覆冰导线舞动研究提供参考。     

覆冰导线空气动力系数数值分析

采用ANSYS12中的FLUENT模块模拟覆冰导线周围的空气流场,计算不同分裂导线在全迎风攻角下的升力系数、阻力系数及扭矩系数。首先通过将湖北省中山口三分裂导线的数值计算结果与风洞实验数据进行对比,验证了计算模型的精确度,然后运用该计算模型对部分多分裂导线的气动力参数进行计算分析,得到覆冰厚度、覆冰形状以及来流风速对气动力系数的影响,同时计算分析了导线间距与直径比对尾流的影响,得到的空气动力参数可为导线舞动研究提供载荷支持。     

特殊状况下导线允许载流量计算

1 前言导线长期允许载流量,是根据“导体和电器选择设计技术规定”等有关标准,取环境温度为25℃,无日照,导体最高允许温度为70℃,或者,取环境温度为25℃,考虑日照0.1W/cm~2,风速为0.5m/s,海拔1000m,辐射散热系数和吸热系数为0.5为条件计算确定的。但在实际运行中上述因素都在不断变化,在一些特定条件和特殊状况,将如何考虑导线允许载流量呢?本文通过自编计算程序对各种每股软导线进行了各种计算,并提出一些看法,以供参考。     

输电导线悬挂点处等效风荷载仿真分析

在实际的输电线路中,导线悬挂点处的等效风荷载直接影响着绝缘子串风偏角,其大小与绝缘子串的不同悬挂方式和通过风压不均匀系数折算出的整档导线风荷载有关。为此,首先建立了两档导线有限元模型,仿真分析了绝缘子串的不同悬挂方式对导线悬挂点处的风荷载影响,然后通过在导线上不同位置施加稳态风和选取不同的风压不均匀系数来研究风压不均匀系数折算方法对导线悬挂点处风荷载的影响。研究发现:当稳态风风速为30m/s,且集中作用在导线悬挂点两端附近时,导线悬挂点处的风荷载与设计规范的风荷载差异率达到38.69%,该结果可以部分说明即使导线高度处的实际风速没有超过其设计风速,线路仍有可能会发生风偏跳闸。     

实测风速分析模拟及微地形下杆塔风速修正方法

输电线路运行安全受强风影响极大,但以往研究缺乏实测风速数据,忽略微地形对风速系数影响。基于气象观测站实测数据,对风速分布特征及重现期进行研究,完成脉动风速谱修正及模拟;通过Google Earth获取输电线路微地形参数,提出4种微地形下风速修正方法,计算风速修正系数。结果表明：GEV模型更适合于江苏地区风速概率分布密度拟合;江苏地区特高压输电线路设计风速应在34.5～39.0m/s;通过季风-台风-季风时间段内风速时程数据模拟得出脉动风速谱吻合程度较高;当杆塔呼称高一定时,风压修正系数随峰高或坡角的增加而变大;当杆塔呼称高/山高数值高于3.0时,风压修正系数为定值。研究结果可基于Google Earth微地形数据准确计算气象观测站附近微地形区杆塔风速。     

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。     

多参数影响的导线热稳监测及动态增容研究

动态增容技术是解决输电通道受阻的重要技术手段,而导线热稳定性是限制动态增容技术发展的关键。以LGJ400/35型钢芯铝绞线为例,采用有限元法分析了不同负荷时导线温度分布规律,设计了一种基于无线传感技术的导线温度感知系统,最后搭建了导线温度测试平台,得到了导线温度随负荷变化的规律,以及风速对导线温度的影响。研究发现,当导线电流不变时,风速从0 mm/s上升到2 m/s,导线温度最大可降低18.1℃,为输电线路动态增容技术提供了有价值的参考。     

海底电缆用阻水型线导体设计方法及试验研究

阻水导体的设计制造是海底电缆领域内的关键课题之一.提出一种等截面梯形型线阻水导体结构的理论设计方法,通用性强,可编程性高,适用于50～3500 mm2阻水导体的设计和生产制造,可解决阻水型线导体设计和制造困难、尺寸不合理等问题,导体填充系数可达到0.96以上;然后,通过阻水、机械、电气性能试验,验证所述理论设计方法和工...     

金具对大截面导线握力的影响因素

锦屏—苏南±800 kV特高压直流线路采用了液压式接续金具和耐张线夹,金具的握力应不小于95% RTS。900 mm2大截面钢芯铝绞线是4层铝股结构,而且JL/G3A-900/40导线铝钢比较大。研究了金具对大截面导线握力的影响因素,结果表明压接造成的单线强度损失是客观存在的,导线的铝钢比、单线强度是影响金具握力的主要因素。     

新疆输电线路绝缘子风偏角影响因素分析

新疆地区输电线路风偏跳闸率高于全国平均水平, 强风是造成风偏闪络的主要原因, 同时大量复合绝缘子的使用使得风偏闪络频发。风偏放电的影响因素有风速、风压不均匀系数、风与导线夹角、输电线路的参数等, 通过对这些因素的逐一分析, 明确了风速、风压不均匀系数和垂直档距对绝缘子风偏角影响较大。线路设计时, 风速的选择很重要。而直线杆塔绝缘子串加装重锤防治风偏效果并不明显。     

风切变指数在风电场风资源评估中的应用

以内蒙古地区3座70m高测风塔连续2年的实测数据来分析风切变指数的变化,结果表明:1)不同高度梯度的风切变指数受地面粗糙度及周围地形地貌的影响较大。2)计算相邻高度的风速时,采用相邻高度间的风切变指数计算得到的结果较好;计算相差较大的高度间风速时,采用拟合曲线得到的风切变指数计算得到的结果较好。3)利用3～25m/s的风切变指数计算各月风速及年均风速结果都与实测值最接近;而利用全部风速数据的风切变指数计算统计各月风速往往比实测值偏大;利用3～25m/s拟合曲线得到的风切变指数统计各月风速比实测值偏小。