500kV长江大跨越输电塔风振系数研究

大风是大跨越输电塔设计的控制工况,而风振系数是跨越塔风荷载计算的重要参数。该文以在建的世界最高输电塔为研究对象,建立385m高、500kV大跨越输电塔的单塔和塔线耦合模型,通过模态分析计算单塔和塔线体系的动力特性。按照结构随机振动理论,推导了种典型风速谱下跨越塔共振响应分量的数学表达式,采用频域方法分析了风速谱类型、结构阻尼比、峰值因子、湍流积分尺度和脉动折减系数对跨越塔风振系数的影响规律。以Davenport风谱为目标谱,通过非线性时程分析计算跨越塔单塔和塔线体系的风振响应,基于有限元计算结果确定跨越塔各风压分段的风振系数和风振系数整塔加权值。将按照频域方法和时域方法得到的风振系数计算值与现行规范值进行对比分析,提出跨越塔风振系数计算方法和取值建议。     

基底隔震技术在高压电气设备中的应用

高压电气设备的绝缘部分由瓷套管组成,瓷是脆性材料,抗弯性能很差。为解决地震对高压电器设备的损害,文章将基底隔震技术应用到高压电气设备的抗震设计中,比较和分析非隔震高压隔离开关与基底隔震高压隔离开关地震时程响应结果,探讨基底隔震技术在高压电气设备抗震体系中应用的可行性。     

钢结构涂层受风沙冲蚀程度评价和相似性分析

针对内蒙古中西部地区钢结构体系表面涂层长期遭受风沙冲蚀这一现状,采用气流挟沙喷射法,对钢结构涂层受风沙冲蚀磨损的程度进行了研究及分析;提出了评价涂层冲蚀磨损程度的计算方法,并应用相似性理论将试验结果与实际工况进行了对比分析.结果表明:涂层的冲蚀磨损质量损失随冲蚀速度的增加而增加;最大冲蚀磨损质量损失出现在冲蚀角度为45°时,最小冲蚀磨损质量损失出现在冲蚀角度为90°时;所提出的涂层冲蚀磨损程度评价公式计算结果与试验结果基本吻合;试验条件为下沙率360g/min,冲蚀速度30m/s,冲蚀时间12min的涂层冲蚀磨损结果,相当于强沙尘暴密集区的钢结构涂层受到5.05~83.0个月的冲蚀磨损.     

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%。     

飑线风横向风剖面的工程计算方法

雷暴天气中的下沉气流在近地面区域形成了飑线风,这是破坏力最强的风灾之一。为方便飑线风风剖面在工程设计中的应用,以垂直撞击水平地面的飑线风为例,整理了采用国际量纲的飑线风横向风剖面的计算流程,然后通过计算流体动力学计算得到了全尺寸飑线风的风场,进而比较分析并选取了飑线风风剖面的经验公式,得到了工程可用的风剖面计算方法。最后利用选取的风剖面经验公式计算得到了不同径向位置的风剖面,并结合大气边界层风剖面的分布情况,对飑线风的影响高度及径向尺度进行探讨,指出了在飑线风的最大风速位置附近,其影响高度最高。     

六边形输电塔体型系数与风荷载计算

六边形塔结构型式较少应用于输电塔,其体型系数仍按照四边形塔体型系数进行取值是否合理有待研究。为此,对2种不同填充率六边形角钢塔架进行了刚体测力风洞试验,研究了0°~120°风向角范围内塔架体型系数μ_sθ随风向角的变化规律,分析了六边形塔与四边形塔体型系数差异对塔身风荷载计算的影响。研究表明,风轴下六边形塔体型系数以60°为一个周期,体型系数最大值出现在10°和45°风向角下。在准确测定六边形塔体型系数的前提下,传统的四边形塔身风荷载计算方法仍然适用于六边形塔身风荷载计算。但在0°~15°风向角范围内,按照规范提供的体型系数计算六边形塔身风荷载偏于危险。     

北极风电送出输电线路风、冰荷载初步探讨

以10个北极地区国际交换站气温数据及模式分析得到的边界层高度变化规律为基础,对比分析了基本风压、风压高度变化系数与中低纬度地区的差异。-70 ℃温度下空气密度比-10 ℃温度下增加了29.7%;在北极年平均气温条件下,喀拉海沿岸地区的基本风压比标准空气密度对应的基本风压增大了7.3%~8.7%。北极地区大气边界层高度也比中低纬度地区大,使得风压高度变化系数有所减小,不计入边界层高度的变化,其取值偏于安全。提出了北极覆冰区输电线路需要考虑的荷载类型,给出了研究北极地区输电线路覆冰荷载的静动力分析模型。针对北极地区强风伴随低温条件的特点,结合IEC规范提出了北极地区输电线路风冰荷载概率组合建议。     

冷弯型钢输电铁塔真型试验研究

冷弯型钢较热轧型钢具有诸多优点, 且在国外输电线路铁塔中已经得到应用。为掌握冷弯型钢输电铁塔的受力特点并考虑节点连接的合理性, 冷弯型钢真型塔试验全部采用冷弯角钢。设计1 基220 kV 双回路冷弯型钢输电铁塔, 进行断线、安装、大风等工况下的力学性能试验, 测定相应工况下冷弯角钢铁塔的位移和杆件应力。结果表明, 通过合理优化冷弯型钢断面尺寸, 可以解决输电铁塔设计时用大规格代替小规格问题, 节约钢材4%以上。试验结果为我国冷弯型钢输电铁塔设计应用提供了参考和依据。     

输电铁塔用耐候钢节点耐腐蚀性能试验研究

输电铁塔中采用新型环保耐腐蚀钢材已成为必然, 而其螺栓连接节点耐腐蚀性能有待研究。结合输电铁塔结构形式的特点, 分别加工了输电铁塔用JT 耐候钢单片试样、节点试样和普碳钢单片试样、节点试样, 在模拟工业大气环境、海洋大气环境和酸雨大气环境中经240 h 腐蚀试验, 测定不同试样的腐蚀速率, 获取普碳钢和JT 耐候钢试样的腐蚀形貌图像和能谱图, 分析输电铁塔用JT 耐候钢节点的耐腐蚀性能, 并与普碳钢节点的耐腐蚀行性能进行对比。试验结果表明, 节点试样的腐蚀程度高于单片试样, JT 耐候钢的耐腐蚀性能优于普碳钢。试验研究结果为JT 耐候钢在输电铁塔中的推广应用提供重要参考和依据。     

冷弯不等边角钢轴心受压杆稳定系数研究

冷弯不等边角钢在输电铁塔等一些特殊构件中有较好的应用前景。然而, 现行《钢结构设计规范》(GB50017-2002) 、《冷弯薄壁型钢技术规范》(GB50018-2002) 及《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002) 没有明确给出冷弯不等边角钢的设计计算方法, 影响了冷弯不等边角钢的推广应用。文章结合型钢稳定理论和有限元数值模拟分析, 研究了冷弯不等边角钢在轴心受压条件下的稳定性和弯扭屈曲承载力, 给出了冷弯不等边角钢轴心受压杆的稳定系数公式, 可供设计参考。