电网冰灾典型线路段覆冰倒塔分析

在2008年初电网冰灾倒塔调研的基础上,建立了典型覆冰倒塔线路段铁塔、导线和绝缘子的三维模型,考虑档距、高差以及覆冰厚度引起的纵向不平衡张力对铁塔受力的影响,对线路段在均匀覆冰荷载和不均匀覆冰荷载作用下的导、地线张力及纵向不平衡张力进行计算,分析确定了线路覆冰倒塔的破坏模式,揭示了线路覆冰倒塔的主要原因。分析计算结果与现场实际破坏情况相吻合,表明导线覆冰过载以及覆冰产生的纵向不平衡张力是线路覆冰倒塔的主要原因。     

输电线路酒杯塔塔头覆冰破坏形态分析及复合材料横隔加强技术研究

通过对输电线路酒杯塔塔头在均匀覆冰、不均匀覆冰和脱冰动力荷载等作用下的覆冰破坏形态分析,得出酒杯塔塔头在覆冰各工况下的结构薄弱点主要集中在地线顶架与K节点周边杆件。针对上述问题,提出了一种采用复合材料横隔加强酒杯塔塔头的加强技术,并对其进行了结构分析比较和技术经济分析比较。结果表明,酒杯塔塔窗增加复合材料横隔后,塔头受力明显改善,曲臂K节点的位移、弯矩和剪力大幅减小。该加强技术可节省总体造价3%左右,提高酒杯塔塔头的覆冰荷载过载能力10%以上,在重冰区有一定的应用价值。     

广西500 kV输电线路覆冰倒塔原因分析

以500 kV柳桂线倒塔事故段为例进行荷载模拟计算分析,得出在不同覆冰厚度时导地线和光缆断线原因,以及不均匀覆冰和覆冰断线工况下铁塔受力情况,由计算结果分析了该事故段铁塔倒塌的事故原因,并对500 kV输电线路提出加固改造和系统规划建议。     

湖南2008年冰灾引起的倒塔原因分析

为分析湖南2008年冰灾引起的倒塔原因,现场调查了2008年湖南冰灾期间≥220kV输电线路的受损情况,发现倒塔线路覆冰厚度主要集中在20～60mm,同时微地形和微气象造成覆冰加重和覆冰的不均匀性,档距、塔形等对线路倒塔也存在影响。分析倒杆断线的形式认为覆冰太厚超过设计值、垂直荷载压垮和不平衡张力拉垮是造成线路倒塔的原因,提出了湖南输电线路抗冰按20mm设计建设最小骨干网架、采用短路融冰等的具体建议,以供杆塔的防冰工作参考。     

均匀覆冰时重冰区110 kV直线塔关键构件的受力分析

高压输电线路覆冰导致倒塔、断线等事故严重影响电网的安全可靠运行,目前国内外对110 kV酒杯型直线塔在覆冰作用下的受力研究较少。以韶关重冰区110 kV输电线路为例,基于有限元分析建立了1:1比例的输电塔仿真模型,分析酒杯型直线塔在均匀覆冰时的力学规律。以30种风速和覆冰组合对酒杯型直线塔进行仿真,并根据节点位移和轴向应力大小分布得出杆塔的薄弱部位、节点位移与轴向应力随外界荷载的变化规律和杆塔失效判据曲线;最后,基于仿真结果和在线监测模型,提出了一种计算关键构件轴向应力和节点位移的方法。由仿真结果得到关键构件处节点位移和轴向应力的拟合式,并根据杆塔的失效判据将杆塔安全状态划分为安全、预警和危险来评估杆塔所受荷载程度;利用仿真结果、在线监测模型和在线监测数据能得出关键构件的轴向应力和节点位移。     

2008年输电线路冰灾倒塔原因分析

文章通过对酒杯、鼓型和干字三类典型塔型在不同覆冰厚度及工况组合受力下的计算,深入地分析了2008年输电线路铁塔遭受冰灾以致倒塌的原因,分析计算结果与铁塔现场的实际破坏情况一致,总结出铁塔覆冰倒塌破坏的最主要原因在于导线覆冰过载及产生过大的纵向不平衡张力,最后提出了提高线路抗覆冰能力的建议及措施。     

2008年电网冰灾覆冰及倒塔特征分析

对2008年造成电网严重冰雪灾害的气象条件和线路覆冰特征进行了分析说明。根据国家电网公司系统500 kV线路倒塔的分类统计,分析了倒塌铁塔在塔型、地形地貌、设计条件等方面的主要分布特征。根据覆冰荷载对铁塔的作用模式,分析阐明了铁塔被压坏、拉坏、扭坏以及拉扭共同作用破坏等几种典型破坏的基本特征。最后还从设计角度提出提高线路抗覆冰能力的建议。     

覆冰荷载下干字型耐张转角塔的非线性稳定性分析

为了研究覆冰荷载作用下转角塔的稳定性,以某电力设计院设计的220 kV干字型耐张转角塔为工程背景,利用数值分析软件建立铁塔的有限元分析模型。对结构进行特征屈曲分析,得到了铁塔的特征值屈曲模态,然后采用增量加载模式研究了不同覆冰厚度情况下该塔非线性稳定性,得到不同覆冰厚度下塔顶位移以及各杆件的受力情况。结果表明,覆冰和风作用下导地线的角度荷载对转角塔起控制作用,整体表现为压弯失稳破坏。给出了转角塔的失稳模式和破坏机理,研究成果可为转角塔抗冰灾设计提供有价值的参考。     

基于弧垂测量的综合荷载下导线等值覆冰厚度监测方法

近年中国电网冰灾事故频发,输电线路覆冰监测对电网冰灾防治工作具有重要意义.弧垂作为导线覆冰后一明显变化量,可用于远程在线覆冰监测.因此,该文根据导线力学分析,建立综合荷载下,基于弧垂、温度测量的输电线路等值覆冰厚度数值计算模型,并以连续档下不同塔线连接类型线路,以及大高差非均匀覆冰线路为对象,提出其标况下状态方程参数计...     

覆冰荷载作用下500kV输电杆塔结构破坏机理试验分析

为考察高压输电塔结构在极限覆冰工况下的破坏模式和倒塌机理,以冰灾中破坏的典型500kV输电塔为原型,设计了一组单、双塔段子结构,模拟覆冰下荷载,进行了静力加载试验,对结构受力过程、破坏形态和应变及变形的发展情况等做了分析。基于通用有限元程序ANSYS,采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型,对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较。试验和有限元分析结果表明,主材构件的屈曲是输电塔结构在覆冰荷载作用下的基本破坏特征,斜材内力相对较小,但交叉斜撑面外变形较大。研究表明过大的交叉斜撑面外变形会显著地弱化主材的侧向约束,导致其计算长度增大,屈曲模态呈现出明显的弯扭失稳形式,从而显著地降低其承载能力,因此约束交叉斜撑的面外变形是提高整体结构抗冰承载力的一个主要途径。     

基于神经网络的大型输电铁塔损伤识别研究

大型高压输电铁塔结构是我国电能的主要输送模式.近年我国南方遭遇的罕见冰冻灾害,导致大量铁塔倒伏导致重大经济损失,对其进行损伤识别研究已成为亟待研究的领域.应用神经网络理论,选用合理的网络模型和网络参数,提出了大型输电铁塔结构损伤识别的新方法,据此识别结构损伤位置和损伤程度,并以一500 kV输电铁塔为例进行了损伤识别.计算结果表明,该方法可以获得令人满意的识别精度.在结构参数化有限元模型存在误差的情况下,仍然可以获得较好的识别效果,该方法可以推广应用于其他铁塔结构体系的损伤识别.     

湖南电网50年一遇冰灾的特征、成因及应对措施

2005年春节,湖南电网遭遇了一场50年一遇的特大冰灾,多条500kV及以下线路出现冰闪跳闸,倒塔断线,电网安全面临前所未有的严峻考验。通过对这次冰灾特点的论述和对冰灾成因的分析,对今后输电线路的设计和运行提出了应对措施和一些建议。     

500kV输电塔结构抗冰加固改造方法试验研究

为提高高压输电塔结构在覆冰荷载作用下的极限承载力,寻求有效的结构加固方法,以冰灾中破坏的典型500 kV输电塔为原型,制作了2对输电塔子结构模型,每对均由按原始结构形式设计和以增设横隔面方法进行加固改造的相应模型试件组成.对所有试件进行了模拟覆冰荷载作用下的静力加载试验,对比分析了结构受力过程、破坏模式和极限抗冰承载能力等,考察了增设横隔面对于提高结构受力性能的作用.基于有限元程序ANSYS,采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型,对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较.研究表明:横隔面的存在极大地降低了交叉斜撑的面外变形.无横隔面输电塔结构的破坏主要为主材的弯扭失稳,带横隔面结构破坏依然由主材构件的屈曲产生,但其屈曲模态由弯扭失稳趋向弯曲失稳.增设横隔面后,单、双塔段结构极限承载力的提高幅度分别达到了18.3%和17.6%.由于交叉斜撑面外变形对结构整体稳定的削弱效应得到抑制,主材角钢失稳模态中扭转效应对临界承载力的不利影响也被大幅降低,结构受力性能得到了全面提高.从而表明增设横隔面是一种合理有效地提高输电塔结构抗冰承载能力的加固方法.     

500 kV输电线路杆塔结构的可靠性分析

采用一次二阶矩法对不同时期的500 kV线路进行了可靠度校准,并采用Ditlevsen算法计算了杆塔结构体系的可靠度,对实际的杆塔失效概率进行了统计分析。根据结构构件的可靠度计算结果,分析了我国不同历史时期设计的500 kV输电杆塔的可靠度水平;理论可靠度计算与实际失效概率统计结果表明,我国500 kV输电线路杆塔结构的可靠度水平在不断提高。     

500 kV输电线路绝缘地线雷电流分布

对于重覆冰区域的输电线路来说,地线覆冰会严重威胁到线路的安全运行。采用绝缘地线直流融冰的方式是解决架空地线覆冰问题的方法之一。当输电线路发生雷击事故时,直流融冰采用的绝缘地线与杆塔之间的雷电流分布情况决定了杆塔的塔顶电位,影响着杆塔的耐雷水平与线路防雷接地的保护。利用电磁暂态软件EMTP,对杆塔和绝缘地线中的雷电流分布进行了计算分析。计算结果表明,在500 kV输电线路中,雷电流主要通过杆塔流入大地,雷电流的幅值、杆塔档距、接地电阻的大小、地线结构、直径以及地线接地方式等对绝缘地线和杆塔分流情况有重要的影响。计算结果可为绝缘地线分流系数和杆塔分流系数的研究提供重要的参考价值,并有利于指导输电线路的优化设计。     

南方部分500 kV主网架2008年冰雪灾害中受损分析与思考

2008年初,中国南方大部分地区出现强烈的低温雨雪凝冻天气,给电网的安全稳定运行和电力供应带来极大的影响和威胁。文中介绍了中国南方黔、桂、滇、粤等4省(自治区)电网受灾主要情况及特点,描述了其500kV主网架在此次冰雪灾害中受灾的主要过程,总结了电网主网架受灾的典型特征,然后从远距离大容量输电比例、电源规划与电网规划、500kV主网架输电走廊选取等方面分析了此次冰雪灾害中暴露出来的问题,并提出了500kV主网架在电源建设和电网结构等方面提高应对灾害能力的解决方案与建议。     

输电线路共享铁塔5G天线搭载高度及布置方式研究

架空输电线路铁塔空间分布广、数量多、搭载方便,具有与通信铁塔共建共享的天然优势。在分析5G移动通信基站天线结构型式的基础上,提出适用于搭载天线的共享铁塔选用原则;分析了输电铁塔天线搭载位置及影响因素,提出实用的天线布置及连接方式;研究了天线搭载高度与通信信号覆盖半径之间的关系,提出天线搭载高度的确定方法和共享铁塔最低呼称高的计算公式,计算得到110 kV,220 kV及500 kV输电线路共享铁塔的最低呼称高。相关研究成果普适性强,对我国输电铁塔的共建共享和5G通信组网具有很好的参考价值。     

输电线路抢险抗灾中的难点及应对措施

2008年元月份以来,在我国南方各省恶劣冰害天气影响下,超高压电力线受冰灾严重损毁。介绍了湖北省输变电工程公司在500 kV渔兴线、500 kV咸梦线和220 kV黄板线等工程冰灾抢险作业中,利用专业特长和企业优势,合理调动企业资源,采取有效的应对技术措施,全力参加冰灾抢险工作,积累了在特殊灾害情况下的抢险技术经验。     

同塔多回线白适应重合闸研究

阐述了各种同塔多回线路重合闸方式和影响重合成功率的诸种因素,介绍了先进的自适应重合闸工作原理。最后,从实际出发,建议广东第一条500kV同塔四回输电线路还是采用常规的单重方式。