大跨越输电塔—线体系脱冰振动模型试验

输电线路脱冰振动响应给电网的正常运行带来重大的安全隐患。为精确分析大跨越输电塔—线体系中导地线脱冰对铁塔造成的动力冲击响应,以晋东南—南阳—荆门1 000kV特高压输变电工程中的黄河大跨越段为原型,对覆冰条件下五塔四档线塔—线体系模型的脱冰冲击响应进行了模拟试验,通过对比分析塔—线体系在不同脱冰工况下杆塔的动力响应,获得输电杆塔的最不利脱冰工况,找出了输电塔在脱冰冲击作用下的最不利位置。利用ANSYS软件建立与试验模型相应的输电塔线体系模型,采用完全法瞬时动力分析模拟导、地线脱冰,提取各个测点应变,所得结果与试验结果吻合。

新型FRP绝缘电杆结构优化设计

为适应输电线路的发展,利用电绝缘复合材料对110kV电杆进行结构设计并作优化。针对材料本身的刚性不足变形较大的特点,提出了不同截面类型并作对比分析,选取了性能较好的适合FRP电杆的新型三角肋圆形截面。利用有限元Ansys软件对电杆进行三维实体建模,借鉴输电线路典型设计原则和钢管类设计条件,采用同结构、变尺寸的方法对模型施加荷载。参考输电设计规范,归纳分析出最优的结构形式及尺寸,电杆高为17m,直径为350mm,壁厚为10mm。为确保电杆运行可靠性,数值模拟了电杆在不同荷载工况下最大强度及变形,验证最大运行应力为109MPa,杆顶位移8.06cm。研究结果表明,这种分析方法设计出的电杆安全可靠,为复合材料电力应用提供理论支持。

碳纤维复合芯导线输电线路风振响应时域分析

针对碳纤维复合芯导线(ACCC)输电线路的风振响应,采用数值模拟建立输电线路体系有限元模型进行分析,并将得到的位移、弯矩和轴力响应与传统钢芯铝绞线(ACSR)进行对比。结果表明,ACCC导线的抗风性能优于ACSR导线,更适用于高温运行环境和风灾严重地区、大跨越输电线路等频繁承受大风荷载作用的输电线路。

碳纤维复合芯导线温度—弧垂特性有限元分析

针对碳纤维复合芯导线高温低弧垂的特点,采用ANSYS有限元分析软件分析碳纤维复合芯导线在0~160℃的弧垂变化规律,并验证了有限元软件模型和加载方法的合理性。通过分析碳纤维复合芯导线在温度荷载作用下的弛度特性,表明芯棒截面积相同时结构重量小的导线弧垂变化量大;芯棒截面积不同时,截面较大的导线弧垂变化量较小。

碳纤维复合芯导线输电塔体系地震响应

基于碳纤维复合芯导线所具有的优点,运用数值模拟方法建立了碳纤维复合芯导线和传统钢芯铝绞线输电塔体系三维有限元模型,采用时程分析法,考虑了导(地)线的几何非线性,研究了一致激励和非一致激励地震作用下导(地)线输电塔体系的地震响应,得到了两种塔—线体系的塔顶位移和加速度、塔腿应力、导线中点最大位移和加速度、导线轴力的时程曲线。结果表明,碳纤维复合芯导线—输电塔体系与钢芯铝绞线—输电塔体系相比,塔顶最大位移、塔腿应力、导线中点最大位移和加速度均较小,一致激励地震作用与非一致激励地震作用的地震响应相差较大,非一致激励地震作用下比一致激励地震作用下的导线中点和挂点轴力大。