全方位角度风作用下铁塔风荷载分配系数特性研究

准确确定铁塔风荷载是输电铁塔设计的关键一环,全方位角度风荷载分配系数的选取是否合理将直接影响到铁塔的设计指标。在对规范中塔身、横担风荷载的计算原理进行梳理和分析的基础上,通过对IEC 60826和BS 50341规范中关于塔身和横担风荷载的剖析,推导了线路前后侧塔身和横担360°风吹时角度风荷载分配系数计算公式,给出了不同正侧面投影面积比值时的角度风荷载分配系数,分析了分配系数的特点。通过对比研究揭示了塔身和横担角度风荷载分配系数的特点,研究结果可作为输电杆塔抗风设计的一种参考。

输电线路等效静力风荷载与调整系数计算方法

为了获得更合理的输电线路设计风荷载,以导线在自重和平均风荷载作用下的静力平衡构型和几何刚度作为计算的初始条件,将导线在脉动风荷载作用下的响应近似视为线性,考虑平均响应和背景响应分量的组合,提出多跨输电导线单目标和多目标等效静力风荷载的计算方法.以某500kV三跨耐张段为研究对象,分别以导线关键位置的顺风向位移和悬垂绝缘子串挂点顺风向反力为等效目标,讨论荷载-响应相关法(LRC)、阵风荷载包络线法(GLE)、多目标等效方法在导线等效静力风荷载计算中的适用性.计算导线的风荷载调整系数,并与我国规范取值进行对比.结果表明,GLE法可用于多跨输电线路的等效静力风荷载计算;规范对风荷载调整系数的取值不尽合理.

窄基钢管塔小夹角K型管-板节点设计计算方法及中外标准比较

窄基钢管塔中的K型管-板节点中的主管与支管夹角相对较小。通过非线性有限元分析,指出了小夹角节点和常规节点在力学特征上的异同,对中外相关技术标准的设计计算方法和其适用条件进行比较分析。当夹角小于30°时,不再适用标准的计算方法;考虑支管引起的轴力对承载力的影响,推导了设计计算方法,将计算结果与国内外相关标准、有限元分析结果进行比较,表明所提出的表达式能更为准确地反映小夹角K型管-板节点的承载力。

输电线路大跨越钢管塔法兰盘连接试验及研究

钢管法兰连接节点的设计研究是大跨越高塔设计的重要组成部分。对于某些重大的跨越高塔,由于荷载的大幅增加,法兰节点按常规计算方法得到的承载能力不够精确,使得设计人员难以准确把握实际结构的受力状态,设计的风险较大,而法兰节点的准确合理设计是保证结构安全的重要环节。以舟山与大陆联网工程中的370m大跨越塔为背景,对内侧螺栓连接法兰和外侧螺栓连接法兰进行节点极限承载力拉伸试验,并建立精确的有限元分析模型,研究法兰节点的力学行为、应力分布以及弹塑性的破坏过程,证明内法兰与外法兰都具有很高的安全裕度,可以作为大跨越钢管塔的法兰节点设计的一种参考。

不同螺栓连接内外双圈法兰的轴拉承载力研究

随着电网建设的快速推进,输电塔结构日益大型化,对节点的安全可靠性提出了更高的要求。钢管外圈螺栓连接的常规刚性法兰连接形式难以满足高度高、荷载大的大跨越钢管塔的承载力要求,因此提出一种新型内外双圈螺栓法兰节点来克服传统刚性法兰存在的缺陷。以某大跨越塔为背景,设计配置螺栓强度等级不同的内外双圈法兰缩尺试件,并开展轴拉承载力对比试验,重点探讨外内圈螺栓荷载分担比例以及螺栓强度等级对其的影响。同时,进行内外双圈法兰轴拉承载力特性的非线性有限元模拟,考察内外双圈法兰的承载力特性。试验及有限元分析结果表明:内外圈螺栓的拉力分配合理,内外双圈法兰连接形式安全可靠;提高螺栓强度等级可有效减缓上下法兰板间张开量的发展趋势;当配置内外不同强度等级的螺栓时,外内圈螺栓轴拉力的比值随着荷载的增大而增大。

台风作用下输电塔线体系多元状态监测及风偏可靠度分析

在舟山某输电线路上布设一套包含风速风向等气象要素以及塔线动力响应的多元状态监测系统。该监测系统获取了在2017年18号台风“泰利”影响下的输电塔线周边风场,导线风致振动以及动张力等现场实测数据。考虑结构参数的不确定性,建立了该输电线路有限元模型,开展了本次台风以及不同风灾水平下的导线风振反演分析,其中脉动风场是在数值模拟生成的基础上再与现场实测风速数据同化后得到。本次台风作用下的反演分析结果与实测值吻合较好,验证了随机风振反演分析结果的有效性。根据风偏响应结果,进一步完成了该输电线路可靠度分析,得到了风偏闪络失效的易损性曲线,从而评估了该输电线路在不同风灾作用下的风偏闪络危险程度。

冻融环境下钢筋混凝土梁性能损伤研究

在总结前人对混凝土结构冻融破坏研究的基础上,选取了常用的钢筋混凝土梁作为研究对象,设计制作了13根普通钢筋混凝土梁构件,先对这13根普通梁进行一定次数的冻融循环,之后对其加载,进行试验。从而来分析研究冻融循环次数对钢筋混凝土梁构件开裂荷载和承载能力的影响,了解冻融损伤对于钢筋混凝土梁受弯性能的影响。

基于环形节点板的钢管节点承载力试验研究

对包含环形节点板的钢管节点承载力进行研究,有助于深入了解该类型节点的力学行为。设计制作了2个规格的4个试件,并进行了拉和压的足尺承载力试验。建立有限元模型进行了非线性有限元计算,计算结果和试验结果与中国规范计算结果进行了比较。结果表明,有限元分析和试验结果较为接近,而规范所给出的承载力明显偏小。

基于分布式光纤振动传感的海底电缆绝缘击穿故障检测

为了研究分布式光纤振动传感技术检测海底电缆绝缘击穿的可行性,进行了绝缘击穿实体试验。搭建了绝缘击穿实体试验系统,利用高压脉冲对具有绝缘缺陷的海缆进行冲击;利用分布式光纤振动传感测量设备实时监测缆体沿线的振动信号,利用时空谱图直观展示了击穿故障前后的信号变化,并对击穿点的振动信号进行了时频分析。结果表明,海缆绝缘击穿时会产生强烈的振动,该振动信号的频率成分分布于0~1 000 Hz范围内,分布式光纤振动传感可有效实现海缆绝缘击穿故障的检测和定位。

低风压线缆的风荷载体型系数和分配系数研究

针对目前线缆的风荷载体型系数和风荷载分配系数在规范中难以准确选取的问题,开展了数值模拟分析和风洞试验研究。通过数值模拟计算获得了20m/s风速下低风压导线的体型系数,通过风洞试验得到了0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°各个风向角下10m/s和20m/s风速下低风压导线和钢芯铝绞线的阻力,进而换算得到了风荷载体型系数和分配系数。结果表明:数值模拟计算与风洞试验结果吻合较好,数值模拟中的低风压导线风荷载体型系数为0.9729,和风洞实验误差仅为6.6%,误差符合合理范围;风洞实验中随风速的增大,低风压导线比钢芯铝绞线的风荷载体型系数下降快14.2%,20m/s时其值为0.9128;低风压导线垂直导线方向风荷载分配系数符合sin^(2)θ分布,顺导线方向分配系数则符合0.25cos^(2)θ分布。

海岛电网通信工程的分析与设计

为开展对海岛电网通信工程设计的研究,加强设计管控,提高工程建设质量,选取浙江岱山为对象,结合海岛电网通信特点,运用最坏值计算法,探讨确定某变电站通信工程设计方案。提出电网通信设计在执行国家强制条文和企业通用标准的基础上,要根据不同地区建设环境差异,做到区别对待。通过实例设计分析,所提出的对策和建议对海岛电网的建设与发展具有一定指导意义。

跨海电力通信联网工程设计的分析探讨

开展跨海通信联网设计探讨研究,做实设计深度,提高工程设计质量。选取浙江舟山某岛为对象,结合通信技术发展特点,通过实例分析,制定跨海光纤联网工程方案。在提出方案的同时,结合工程特点,阐述相应的设计要点和施工措施。通过项目实施,所提出的设计方案和施工措施为在其它地区展开类似的工程规划建设提供参考和帮助。

输电铁塔非对称交叉支撑杆系的面外弹性稳定分析

非对称交叉支撑杆系常见于输电铁塔。分析时将其简化为一个含弹性支座的梁,获得了相应的弹性屈曲精确解,该解适用于多种边界条件。对于弹性支座刚度趋于无穷时,则简化后的体系变成了连续梁,对此给出了相应的稳定特征方程,推导了轴力作用下的杆件刚度的显式精确解,对非对称交叉支撑杆系的弹性屈曲临界荷载进行了数值分析,所提出的经验算式的计算结果与理论值相吻合。因此,无论支撑杆受拉或受压,均可用同一方程描述。

丘陵地形风场水平非均匀性和导线风荷载

对于大跨度输电线而言,风场水平特性对输电塔线体系的结构设计有重要影响。我国现有GB50545—2010《110~750kV架空送电线路设计规范》采用风压不均匀系数来衡量风速沿空间分布的不均匀性。在浙江舟山某丘陵地形长约500m的输电线路沿线构建了一套多点同步风速监测系统,采集获得了近1年的风速风向及温度等数据。基于现场实测数据,分析丘陵地形周边的水平风场特性,定量计算不同档距条件下的平均风速不均匀系数和极值风速不均匀系数。讨论了国内外导线风荷载计算方法中风压不均匀系数和档距折减系数的取值依据,并与现场实测数据得出的经验算式进行对比分析。实测得到的极值风速不均匀系数经验式与国内外荷载计算标准档距折减系数取值基本一致,也与DL/T5551—2018规范报批稿中给出的档距折减系数计算式相符。

一种新型数模混合风力发电模拟技术

简述了风力发电模拟的重要性,总结了目前国内风电模拟的方法,指出了永磁同步风力发电机是未来风机发展的趋势,并分析了其并网结构。提出了一种新型数模混合风力发电模拟技术。利用PSCAD/EMTDC软件对某一实际模拟方案进行了建模仿真,通过对该模拟新技术与物理模拟技术的比较,验证了该新技术的可行性。