覆冰导线舞动的动态张力研究

导线舞动严重威胁输电线路安全稳定运行,确定舞动引起的动态张力是研究舞动问题的重要内容之一。首先从能量平衡和导线长度变化的角度,推导动态张力的理论公式。然后建立导线舞动张力变化数值模拟模型。以实际高压输电线路为例,将理论结果与数值计算进行比较,判断理论公式是否有效及其适用范围。分析理论和数值结果,得到舞动幅值、阶数、档距、高差角等参数对动态张力的影响规律。对导线舞动分析有参考价值。

输电塔-线体系覆冰作用非线性分析

在重冰区,高柔大跨越输电塔-线体系在覆冰、风载等作用下具有强烈的耦合特性和非线性特征。推导了绝缘子、索以及边界条件的刚度表达式,以向家坝-上海±800 kV特高压直流输电线路为例,建立了输电塔、导线、绝缘子以及边界条件的简化数值分析模型。对大跨越输电塔-线体系进行了7种工况下的静力非线性分析。分析表明,在导线均匀覆冰及风荷载作用下,铁塔构件的P-Δ效应较小;在不均匀覆冰工况下,导线不平衡荷载对铁塔产生扭转效应,铁塔受压支座节点和最大悬臂处单元的轴向压力和弯矩具有较明显的P-Δ效应,应考虑荷载非线性的不利影响。

三档分裂导线的静力求解和有限元模态分析

输电线路连续档分裂导线静平衡构形和固有频率的准确计算,对于线路设计、导线结构的动特性分析以及舞动分析计算都是很重要的。采用柔索模型,应用Hamilton原理推导了导线作大幅运动的运动微分方程,并得到了导线静态构形的计算公式。结合间隔棒对导线的约束关系,推导建立了基于位移增量有限元模型的单元质量和刚度矩阵;并应用获得的公式体系对实际三档分裂导线进行了静态构形和自由振动计算,计算实例证明了所用方法的可靠性及有效性。

空间悬链线索单元的非线性有限元分析

根据弹性悬链线的理论解析解推导出适用于索结构有限元分析的空间悬链线单元,得到了两节点索单元的切线刚度矩阵和索端张力的精确表达式。采用索单元等效节点荷载的全量算法,通过Newdon-rapson双重迭代法实现非线性问题的求解。所提出的基于空间悬链线单元的半解析非线性有限元分析方法可充分考虑几何非线性的影响,实现对任意方向空间荷载下索的初始位形和内力分析。算例表明,该计算方法精确有效。

特高压耐张复合绝缘子串断联冲击影响因素分析

为保证复合绝缘子作为耐张串应用于特高压工程的安全性,有必要对绝缘子串断联进行研究,尤其是对影响冲击系数的关键因素进行研究。设计复合绝缘子串断联试验系统,并制定实施方案。对两联耐张复合绝缘子串断联进行试验,用动态力测试系统记录试验过程中绝缘子串张力的变化情况,通过计算得到在不同张力条件下断联工况的绝缘子动力影响系数。对复合绝缘子串断联进行数值计算,用试验数据对数值计算进行验证。用数值计算方法研究联板结构高度、档距对冲击系数的影响,为进一步研究复合绝缘子的机械性能和制定相应的设计规范提供参考和依据。

覆冰导线非稳态空气动力参数模拟

在覆冰分裂导线舞动过程中,导线的扭转振动与横向振动耦合,产生非稳态运动。基于输电导线节段模型的耦合运动,推导输电导线的非稳态空气动力表达式,并对该表达式进行数值模拟,得到的非稳态空气动力参数用已有的风洞数据进行验证。非稳态空气动力参数模拟是对某些较难测试的风洞试验的一个有益的理论补充。