某特高压直流输电线路J27101耐张塔设计及真型试验分析

本文针对某±800kV特高压直流输电线路J27101A耐张塔中大规格角钢的实际应用进行了深入探讨,并通过真型试验进行了验证,总结了特高压杆塔大规格角钢的设计经验,为特高压输电线路大规格的推广应用提供了技术支撑。结果表明,大规格角钢的应用能够有效降低塔重,提高铁塔结构的安全性和可靠性,位移与应力的测试数据与理论计算结果基本吻合,提供了特高压直流输电线路大规格角钢应用的设计参考。最终,试验结果为特高压输电线路铁塔设计提供了技术支撑,为特高压直流输电线路铁塔设计的规划与实施提供了实用借鉴。

特高压双回路钢管塔真型试验

SZT2钢管塔是我国第1基1000kV交流特高压双回路真型试验塔,塔总高93.4m,质量132t,依照标准DL/T899—2004《架空线路杆塔结构荷载试验》,在大风、验算冰、锚线、断线等9个试验工况下对其进行试验。试验结果表明:SZT2塔的位移测试结果满足变形要求;应变测试结果没有超过构件承载力,说明整体结构是安全的;试验还验证了锻造带颈法兰在特高压双回路钢管塔中能够安全可靠地传力,由于其能起到降低焊接工作量和提高加工效率的目的,建议在实际工程中推广使用;SZT2塔采用的节点板连接方案可行,U型插板、十字插板及C型插板安全可靠;连接板端部钢管的局部屈服是设计的薄弱点,应加强防止局部破坏的构造。

真型试验线路六分裂导线舞动模拟

采用ABAQUS有限元软件建立真型试验线路塔线耦合体系有限元模型,对安装人工D形覆冰模型的六分裂导线的舞动进行数值模拟,得到导线舞动过程中的位移响应、舞动轨迹、舞动形态和频率以及导线的张力变化等。数值模拟与现场实测结果较吻合,验证了数值模型和舞动模拟方法的正确性。所建立的数值模型可进一步用于舞动特征及防舞装置的评估及优化研究,为试验方案的确定提供依据。

沙漠地区风积沙地基输电线路装配式基础真型试验研究

沙漠风积沙地基输电线路杆塔基础设计是当前我国电网建设中的关键研究课题之一。沙漠风积沙属于特殊土地基,这种地基上的输电线路装配式基础缺少相关设计依据。针对沙漠风积沙地基输电线路基础工程的特点,进行了输电线路装配式基础的真型试验,得到了上拔与水平荷载、下压与水平荷载联合作用下的承载变形特性、基础构件的应变特性、基础底板与风积沙地基之间的接触压力变化规律。根据测试结果,确定了沙漠地区风积沙地基装配式基础的地基承载力和上拔角取值,得到了基础稳定的最不利工况,有助于提高基础设计的可靠性和合理性。试验结果为沙漠地区台远-塔中220 kV输电线路基础工程的设计提供了依据。

单位长度伸长接地体冲击特性的真型试验

讨论了单位长度伸长接地体的冲击特性真型试验方法 ,给出了冲击火花放电特性和伏安特性的试验结果。

插入式基础抗拔性能真型试验装置的设计及试验方案介绍

随着我国西部大开发的进展,格构式钢管塔以及同杆双回路和同杆多回路铁塔在特高压输电线路中大量应用,插入式基础在许多领域内也得到了广泛的应用,但理论研究远落后于工程实践。为了系统地研究插入式基础的受力机理和影响承载力的因素,有必要开展插入式基础真型试验研究。本文设计了一套插入式基础抗拔性能真型试验的轴向抗拔加载试验装置,详细介绍了外力、内力、锚固力、位移测试仪器和数据采集系统,以及插入式基础进行真型抗拔试验的试验方案、试验方法及步骤。

220kV三回路直线塔设计规划及真型试验

西湖—山峰线路是福建省第一条同塔三回架设的220kV输电线路工程。对三回路杆塔规划进行研究,设计了新的三回路塔型,并通过真型试验进行验证,确保结构布置合理、安全可靠。

±800kV同塔双回输电线路十字组合角钢塔承载力真型试验

SJ30102十字组合角钢塔是我国第1基±800kV直流特高压双回路真型试验塔,塔总高75.5 m,塔重176.8 t。SJ30102试验塔顺利通过了大风、安装、覆冰、断线等7个工况的荷载试验,45°大风超载工况下,加载至设计荷载的134%时,十字组合角钢受压失稳破坏。试验结果表明:主材轴力计算值与试验结果相吻合,计算模型合理;考虑填板布置形式的十字组合角钢稳定承载力计算值与稳定应力实测值吻合较好,计算方法合理准确,DL/T 5154—2012关于十字组合角钢稳定计算方法过于保守;一字型填板布置形式,能够减轻塔重约3%,填板及螺栓计算方法安全可靠;十字组合角钢主材与斜材的新型连接形式,能够提高2个分肢角钢的协同工作性能,受力均匀性较好。

220\110kV四回路窄基钢管塔真型试验

GSSZ2窄基钢管塔是河北南网第一基220\110kV四回路钢管塔真型试验,根开5.072m,塔高78.7m,重量38.7t,依照《架空线路杆塔结构荷载试验》DL/T899-2004开展试验,分别进行了大风、锚线、断线等7个工况试验。试验表明:GSSZ2塔的位移测试结果满足相关规范的变形要求;应变测试结果基本与计算相符,没有超构件承载力,验证了窄基钢管塔的设计是安全可靠的;试验还验证了锻造法兰在220kV窄基钢管塔中能有效的传力,由于其能降低焊接工作量和提高加工效率等优点,建议以后常规电压等级钢管塔设计中,在法兰厂家生产能满足供货需求的前提下,可推广应用;GSSZ2塔主材采用钢管,横担以及其它斜材采用角钢,角钢与钢管通过节点板连接,试验验证安全可靠。因窄基塔跟开小,塔身宽度小,在单侧断线工况下,扭转位移较大,应合理设置隔面,提高窄基钢管塔抗扭刚度。

钢管塔法兰套管相贯节点真型试验研究及有限元分析

钢管塔法兰套管相贯节点的提出,有效地改善了现有大跨越钢管塔节点连接形式在强度、刚度与施工强度方面的不足。通过对TG180与TG273两种型号的法兰套管相贯节点进行轴拉与轴压工况试验和有限元模拟分析,所得数值分析结果与试验结果吻合良好。通过对比ABAQUS有限元模拟结果与真型节点试验结果,探讨两型号法兰套管相贯节点的破坏机理与极限承载力。

输电线路增容导线弧垂特性真型试验研究

随着输电线路新建和改造工程需求的多样化,增容导线将逐步应用于各电压等级的交直流输电线路工程。现有的输电线路设计通常采用经验公式来评估线路的弧垂,且仅在实验室开展过长60 m的小档距试验验证,与工程实际相差较大。为充分掌握典型增容导线的温升-弧垂特性,为输电线路导线选型提供依据,在昆明特高压实验基地搭建了国内首个200 m大档距真型塔试验线路耐张段,对普通铝包钢芯铝绞线和3种具有代表性的增容导线(铝包钢芯耐热铝合金绞线、铝包殷钢芯耐热铝合金绞线、碳纤维复合芯软铝绞线)共4种导线进行了详细的温升-弧垂特性对比试验研究。研究表明,碳纤维复合芯软铝绞线和铝包殷钢芯耐热铝合金绞线具有较优的弧垂特性,均出现明显的温度迁移点,碳纤维复合芯软铝绞线迁移点温度在75℃左右,铝包殷钢芯耐热铝合金绞线迁移点温度在105℃左右。

特高压交流J1转角塔设计及真型试验

对1000kV特高压交流输电线路J1转角塔的塔型设计、结构优化和新材料的应用进行了研究．并通过典型试验进行验证。J1转角塔塔型采用“干”字型，呼称高45m，铁塔全高74m，采用全方位长短腿设计，长短腿高差9．0m，铁塔结构为角钢管，塔身主材采用双拼腿合角钢，单基塔重90．02t，塔身主材采用Q420高强钢，塔身主材连接螺栓采用8．8级高弧螺栓，高强钢的应用占整个塔重的26．1％。真型试验结果表明，该塔型设计结构合理。试验实测数据与设计计算相符，达到了预期目的。

220kV三回路转角塔设计与真型试验

对三回路杆塔进行研究,设计了新型的三回路转角塔,选择2DSJ622型转角塔进行真型试验,验证了其安全性和可靠性。

风积沙地基金属装配式基础的真型试验研究

越来越多输电线路穿过风积沙覆盖的沙漠地区,金属装配式基础具有良好的适用性,但目前现场试验研究甚少。在毛乌素沙地南缘的陕西榆林地区,开展多组风积沙地基金属装配式基础的真型上拔试验,测试与分析基础的上拔承载力、上拔与地表位移、支架与底板应力、上部土压力等参数变化。研究结果表明:金属装配式基础的上拔荷载-位移曲线形态与扩展基础类似,可分为近似直线段、塑性过渡段和直线失稳段;上拔累计竖向位移达到21~23mm时,基础进入极限状态;加载过程中基础顶部周围地表若出现细小裂缝,并沿对角线方向扩展,则基础在下一级荷载下进入极限状态;通过分析基础上部土压力的变化特征,可发现基础上拔破裂面上的破裂点,据此推算出实际上拔角;现有规范中土重法计算的上拔承载力,相较极限上拔承载力试验值偏大,建议相关地区基础设计时上拔角取为19.0°~19.5°。

500 kV可踩踏复合绝缘横担塔设计及真型试验

依据张南-昌平Ⅲ回500 kV线路(北京段)昌平站出线段实际情况,设计开发500 kV可踩踏复合绝缘横担窄基直线塔。横担结构采用简单紧凑的“两拉两压”形式,省去悬垂绝缘子串,减少因塔头风偏放电造成故障现象,在压杆中间间隔布置脂环族环氧伞裙,使结构具备可踩踏功能。依据原有线路形式,考虑铁塔塔型结构、空气间隙要求、仿真计算预留安全系数工况下的挠度变形,确定产品结构高度、芯体直径。分析结构在断线、大风90°、覆冰3种严苛工况下受力失稳情况。结果表明:整体一阶屈曲系数均大于2.5,各部件轴向应力均远小于金属及复合材料力学强度,设计结构的安全性高。1∶1真型试验塔整塔力学性能及上相可踩踏复合绝缘横担电性能测试结果均能满足标准及设计要求。

配电线路雷电感应过电压真型试验研究

首先比较了不同试验所采用的雷电测量手段,而后介绍了雷电过电压在线监测系统,并且根据真型试验方案搭建感应雷试验系统,模拟雷击过程在线路上产生的感应过电压,采集到了多次感应过电压波形;最后仿真计算了真型试验工况下的雷电感应过电压,其结果与真型试验结果吻合性较好。

高压输电塔优化设计及真型试验验证

高压输电线路是重要的生命线工程,在确保安全的前提下提高其经济性具有重要意义。将输电塔的优化过程分为整体外形优化和局部节间优化两种,前者包括塔头型式优化、横担型式优化和根开优化,后者包括横担节间优化、塔身节间优化、塔腿节间优化。以国网通用设计杆塔2E11-SZC2为例进行优化设计,并对优化后的杆塔开展了真型试验。结果表明:优化后输电塔重量减轻3.9 t、减重24.5%,优化效果明显;整体外形优化比局部节间优化效果明显。优化塔通过了各工况100%设计荷载测试,在超载工况下加载至110%设计荷载后丧失承载能力,验证了优化后输电塔的可靠性。

锡盟-山东1000kV特高压输电线路ZBC30105BL塔真型试验分析

针对锡盟—山东1000 kV特高压输电线路工程中使用的ZBC30105BL酒杯形直线塔进行了真型塔试验,测试了Q345B双拼角钢(旋转90°布置)塔在各种主要荷载工况下受力杆件实际受力值与理论计算值的符合性;验证塔身及塔腿的双拼角钢在考虑扭转屈曲条件时的工作状况;检测节点构造的安全可靠性。试验结果表明ZBC30105BL塔整体刚度较好,满足《DL/T5154-2012架空输电线路杆塔结构设计技术规定》要求,内力实测结果与理论计算值吻合较好,铁塔强度安全可靠,设计方法合理。同时通过真型试验得出在设计时应尽量减小构造偏心值,严格控制塔身、塔腿长细比等结论。

一二次融合成套断路器单相接地故障处置真型试验技术研究

目前一二次融合成套化柱上断路器的单相接地故障处置准确率低,亟需开展单相接地故障处置考核验证。在运行现场开展单相接地试验受制于安全风险和用户供电可靠性的影响,不易多次开展。通过建立10 kV真型配电网试验平台,实现了被试品快速接入,灵活复现配电网单相接地故障。提出了一二次融合成套柱上断路器单相接地故障处置真型试验方法,有效验证了一二次融合成套柱上断路器单相接地故障处置功能与处置准确率,发现了9项不合格原因。通过真型配电网试验平台的建立,提高了配电网设备入网质量,有效支撑配电网供电可靠性进一步提升。

±500kV双回路直流耐张塔真型试验分析

"溪洛渡右岸电站送电广东±500 k V同塔双回直流输电工程"是我国首个±500 k V双回路直流输电线路工程,本文介绍了铁塔设计要点,选取SJ101双回路耐张塔进行了正常大风、锚线、断线等8个试验工况下的真型试验,将试验结果与理论计算进行了比较,分析了引起试验误差的主要原因,试验结果表明:试验塔的位移和应变值与理论计算值吻合程度较高,铁塔在试验超载120%时发生破坏,铁塔设计符合预期目标,充分说明了铁塔设计的合理性,为其他类似工程设计提供科学依据和参考。