架空输电导线覆冰及舞动在线监测技术综述

近年来,架空输电线路的覆冰和舞动在线监测技术取得了长足的发展。介绍导线覆冰舞动造成的危害、覆冰舞动的产生机理和监测方式以及导线覆冰舞动在线监测技术国内外的应用现状和发展趋势;重点介绍了光纤传感器在输电导线覆冰舞动监测技术应用中的优越性。     

覆冰导线舞动特性及其引起的导线动态张力

建立了覆冰导线舞动的三自由度物理模型,采用Fluent软件对覆冰导线的空气动力参数进行了数值仿真,在此基础上利用Simulink仿真模块进行了覆冰舞动的动态模拟,得到了覆冰导线舞动的基本特性。根据舞动引起的导线长度变化,计算了舞动引起的导线张力变化,分析了舞动幅值、半波数及线路档距等参数对张力变化量的影响。结果表明:舞动达稳定状态时,垂直方向和水平方向振动波形近似为简谐波;舞动轨迹近似斜椭圆;导线水平张力、悬挂点竖向张力分量变化量都随着舞动幅值增加、档距缩短、弧垂增加而增大;单个半波的舞动导致的导线张力变化范围最大,最易使导线损伤;舞动半波数的奇偶性对张力变化百分比有较大影响。     

大面积导线覆冰舞动事故的调查与分析

详细叙述了1999年11月24日两锦地区发生大面积导线覆冰舞动情况及舞动后果的统计,并对导线舞动进行探讨和分析。     

高压输电线路导线覆冰舞动分析与对策

导线覆冰舞动是架空输电线路覆冰灾害之一。研究导线不均匀覆冰形成的原因与影响因素,建立导线不均匀覆冰力学模型,求出导线覆冰舞动启动的风速条件。介绍了目前我国尚未广泛应用的相间间隔棒和带旋转线夹的导线间隔棒等两种导线不均匀覆冰舞动防御装置的工作原理与构造。     

输电导线覆冰舞动机理及防治措施

通过大量文献分析总结了输电导线舞动的形成原因、舞动机理和防舞措施。结果表明: 输电导线的舞动主要取决于覆冰、风激励、线路结构和参数; 目前导线舞动机理主要有Den Hartog 垂直振动和O.Nigol扭转舞动机理, 但不能解释所有类型的舞动现象, 此外还有低阻尼系统共振和动力稳定性舞动理论; 防舞措施可采取避舞、抗舞和抑舞措施, 这可在一定程度上防止舞动危害, 而防止导线舞动的根本方法是解决导线覆冰问题。     

500 kV输电线路覆冰舞动跳闸原因与对策

根据500kV科沙1号线连续2次跳闸实际情况,从事故发生时的气象条件、线路的实际状况及内在的结构特点等方面进行全面分析,确定事故跳闸的原因,提出防范对策。     

覆冰舞动对导线及绝缘子串力学特性的影响

基于舞动引起的导线长度变化,笔者计算了舞动引起的导线张力变化,分析了舞动幅值、半波数及线路档距等参数对张力变化量的影响,并在此基础上分析了舞动对悬垂绝缘子串偏摆的影响.结果表明:导线水平张力、悬挂点竖向张力分量变化量都随着舞动幅值增加、档距缩短、弧垂增加而增大;单个半波的舞动导致的导线张力变化范围最大,最易造成导线损伤...     

覆冰导线舞动方程的建立及求解策略

架空导线的覆冰舞动是导致线路跳闸的重要因素,严重威胁着电力系统运行的安全性与稳定性,如何准确地描述其位移与频率的舞动规律就成为亟待解决的问题.基于拉格朗日原理建立了包括垂直、水平以及扭转的3自由度的舞动运动方程,使用模态摄动法描述导线舞动时各微元的相对位置关系,考虑到覆冰导线大幅舞动的几何非线性,使用Newmark-β...     

输电线路覆冰(雪)舞动防御装置——带可旋转线夹的导线间隔棒

介绍了日本旭电机技术研究中心开发的用于输电线路的最新覆冰（雪）舞动防御装置——带可旋转线夹的导线间隔棒;对此间隔棒的舞动防御原理、现有种类和使用效果进行了介绍,对其发展方向进行了展望。     

架空输电线路分裂导线扭转刚度及舞动机理分析

分裂导线因具有比单导线大得多的扭转刚度而更容易发生舞动,分裂导线扭转刚度是分析其舞动机理的关键因素。为此,基于对分裂导线扭转过程中能量增量的分析,建立了分裂导线扭转刚度的计算公式,并开展了真型分裂导线扭转试验,试验结果与公式计算结果比较相符,验证了该公式的准确性和可行性;以该扭转刚度计算公式为基础,通过建立导线逐渐覆冰的计算模型,对比分析了分裂导线和单导线上导线覆冰形状的不同,并引入覆冰不均匀系数来表征导线表面覆冰的不均匀程度,通过计算表明,分裂导线的覆冰不均匀系数大于单导线,且随着覆冰厚度的增加,2者之间的差距更加显著,由此从理论上验证了分裂导线比单导线更容易发生舞动的结论。     

架空送电线路导线电气距离的公式计算方法

采取建立架空送电线路导线空间曲线方程的方式,运用微积分等数学理论对点与导线、直线与导线、导线与导线之间的最小电气距离的公式求解方法进行了系统推导,所得计算方法与以往工程设计中通常采用的作图法、解析法及穷举法相比,具有计算简单、结果精确、适用范围广等优点。     

基于高程风速预测的架空导线温度计算方法

为更准确描述架空导线运行状态,克服地面风速测量精度低造成的导线温度计算偏差大、线路运维难度高的问题,提出基于高程风速预测的架空导线温度计算方法。在计算过程中采用泰勒公式迭代法,实现导线温度快速准确计算。将有限元方法和传热学基本原理相结合,在ANSYS中建立架空导线温度场模型,结合环境敷设参数从场分析的角度,为所述导线温度计算方法提供重要的场模型描述。实际应用结果验证了所提架空导线温度计算方法的有效性。     

500kV架空输电线路覆冰失效有限元仿真分析

高压架空输电线路覆冰倒塔是近几年来影响我国电力系统安全稳定运行的重要因素之一。基于有限元法(FEM)分析软件ANSYS,考虑杆塔和导、地线之间的铰接耦合作用,研究了塔-线体系的力学数值分析模型的建模方法。针对具体线路覆冰微气候区,建立了2个耐张段的塔-线系统整体仿真模型,分析了不同覆冰厚度、风向以及风速作用下,塔线系统的失效情况。针对杆塔结构薄弱点,提出了相应的改造措施,并通过数值仿真进行了校核。数值分析结果同线路实际运行情况相符,可用于架空输电线路覆冰可靠性分析和线路改造措施效果评估。     

输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法

如何实现雷电故障的预警及跳闸概率的计算,对于电力系统防御雷击故障具有积极意义。提出了基于三时次雷区信息的电网雷击跳闸概率计算新方法。首先,根据每个时次的雷电监测信息,基于图像识别技术识别雷电发生区域;然后,以优化的方法确定雷区发展最佳轨迹;根据当前时次及之前的连续2个时次的雷区信息及发展轨迹,构成三时次相关雷区信息,并进行下一时次雷区相关信息的预报,包括雷区特性变化量(雷区面积、雷电流强度、雷区落雷概率);进而,计算位于雷击预报范围内的输电线路跳闸概率。该方法因利用了较多的雷电监测信息而具有较高的雷区预测准确性,相应的线路雷击跳闸概率也具有较高的准确率而可以作为雷击跳闸预警指标。算例证明了所述方法的有效性。     

连续多跨输电线路动态风偏特征及计算模型

以500 kV某耐张段8跨线路为研究对象,考虑支座相对高差、绝缘子串长度、几何非线性效应和风致气动阻尼等因素的影响,建立了整个耐张段8跨导线有限元模型。运用谐波叠加法并考虑空间相关性,模拟沿导线各点的脉动风速,研究多跨线路动态风偏响应。通过分析绝缘子挂点风偏响应的功率谱,从共振项和背景项2个方面研究脉动风速对风偏动力放大效应的影响机制。最后比较了多跨线路有限元计算模型和静力单摆模型风偏计算结果。结果表明：（1）静力学单摆模型求得的静态风偏角大于多跨线路连续模型的计算值;（2）考虑气动阻尼效应后,风偏动态响应以背景项为主而共振项可以忽略,相应的动力放大因子为1.1～1.3。     

架空导线载流量的等效风速系数算法

架空导线的动态载流量可以采用IEEE 738标准等提供的方法来计算,但在风速、风向变动较快时这些方法计算的动态载流量有较大误差。为了寻求更合适的计算方法,通过风速、风向和导线温度之间关系的深入研究,提出了用导线温度推导出的等效风速系数以代替这些方法计算对流热损失中的风速、风向的方法,解决了风速、风向多变的问题,使架空导线动态载流量计算更正确,使用更方便。实际应用例子的验证结果表明,所提出的等效风速系数算法是架空导线动态载流量计算的新的有效方法。     

中轻冰区输电线路设计冰厚分析计算

中轻冰区往往因缺乏覆冰资料,难以进行覆冰频率统计。基于覆冰强度的概念,提出一种简单的覆冰重现期分析模型,试图解决历史覆冰重现期难以确定的问题,并认为在同一气候区内相邻地区间冰厚随高程的变率是相近的。据此,导出安徽沿江江南地区设计冰厚的经验关系,并进行合理性检验。