下击暴流作用下羊角型输电塔的风振动力响应与倒塌破坏分析

输电塔是典型的风敏感结构,易受下击暴流极端强风的影响,导致输电塔倒塌、线路受损等风害故障频发,造成巨大的经济损失。为分析下击暴流作用下输电塔倒塌破坏的原因,根据马鞍山地区一次下击暴流事故中的实测气象数据,以事故中整体倒塌破坏的羊角型直线塔为典例,建立“一塔两线”有限元分析模型,分析下击暴流0°、45°、60°、90°风向角作用下输电塔体系的动力响应,探究下击暴流不同风向角作用下羊角型直线塔-线体系的受力特点、薄弱部位及破坏机理。研究结果表明:90°风向角是直线塔-线体系抗下击暴流作用的最不利工况,是导致直线塔-线体系倒塌破坏的主要原因。下击暴流作用下羊角型直线塔-线结构体系的倒塌破坏是塔腿主、斜材失稳所引起,在抗下击暴流设计时应加强塔腿部位。

特高压直流输电线路直线塔V型悬垂绝缘子串选型

在特高压直流输电线路工程中,直线塔通常采用导线V型悬垂绝缘子串,由于该金具串形式多样,受力复杂,在选型时往往又存在粗放设计的情况,因此会使工程存在一定的资源浪费情况。文章利用受力平衡原理对直线塔V型悬垂绝缘子串选型的数学模型进行分析,得到V型悬垂绝缘子串选型计算方法,给出计算程序编写流程图,将程序应用于某±800 kV特高压直流输电线路工程中,验证了该方法的正确性和可行性。

A New Principle of Fault Identification of on the Same Tower Based on Traveling Wave Reactive Powers

In order to improve the reliability of fault identification of the double-circuit transmission lines on the same tower, a new algorithm for fast protection of double-circuit transmission lines on the same tower based on the reactive powers of traveling wave is proposed. With the implementation of S-transform, the initial traveling wave reactive powers are calculated and the change characteristics of reactive power under different fault conditions are studied. The protection criterion is constructed by analyzing the ratio of the reactive powers of the same end on double-circuit transmission lines and the ratio of the reactive powers at both ends on the same line. According to the ratio of reactive power on the same side of the line and both ends of the same line, it is possible to identify whether the faults of the double-circuit line of the same tower occurred in or out of the protection zone. A large number of simulation results show that the protection performance is sensitive and reliable, and quick to respond. The criterion is simple and is basically not affected by fault initial angles, fault types, and transitional resistances.

输电线路直线塔预制板式基础设计应用研究

为满足建筑工业化和国网公司“两型三新”工程建设理念要求,越来越多预制结构工程技术应用于输电线路基建项目中。其中输电线路预制基础应用最为广泛。预制基础的应用可大幅度减少输电线路基础施工工序、缩短工程周期、降低工程成本和劳动量。提出了一种实用新型输电线路直线塔预制板式基础,介绍了预制板式基础结构方案、安装就位方案。对预制板式基础的优势进行阐述和总结,为今后预制板式基础在输电线路直线塔中推广应用提供有力理论支撑。

智慧输电线路多业务共享OPGW接续技术及工程应用

随着智慧输电线路加快建设及新通信业务不断出现,如何构建安全可靠的信息通道成为亟待解决的重大问题。文章结合大芯数OPGW工程应用,提出多业务共享OPGW光纤接续点选择模型及算法,满足新业务装置对搭挂输电铁塔高度的特殊要求;研究直线塔改造为接续点的方法,满足搭挂光纤接头盒技术要求;研发分层结构可插拔光纤接头盒,实现多业务共享OPGW。研究成果在实际工程中成功应用,有效解决了OPGW投入运行后的接入难题和供需矛盾,为智慧输电线路等新业务近距离提供了安全可靠优质光纤通道,全面推广应用前景广阔,经济和社会效益显著。

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%。

1000kV特高压线路带电作业等电位过程路径优化设计

特高压线路电压等级高、结构尺寸大、局部场强畸变更严重等特点给带电作业提出更高的技术要求。为研究1000 kV特高压交流线路采用吊篮法等电位作业的最优路径,文中利用有限元法计算分析了作业人员等电位作业过程中的体表场强动态分布,并结合粒子群优化算法求解等电位作业的最优路径,最后对路径安全性进行了现场试验。研究结果表明:特高压交流直线塔带电作业人体表面最大场强约为2468 kV/m,现有防护措施能够保证带电作业人身安全;试验数据验证了路径优化方法的可行性和可靠性,为后续特高压线路其它塔型等电位作业路径选取提供设计参考。

特殊地形下输电线路等值覆冰厚度计算模型有效性分析和改进研究

覆冰是影响电网安全运行的最主要威胁之一。输电线路覆冰在线监测是防治电网覆冰灾害的有效手段,其中称重法获得广泛应用。我国地形复杂多变,特殊地形对输电线路受力有较大影响。为了分析输电线路覆冰在线监测中直线塔输电线路等值覆冰厚度计算模型在常见输电线路纵断面模型下的有效性,文章采用有限元法建立输电线路力学仿真模型,研究输电线路过谷模型、翻山模型以及连续上(下)山模型下输电线路等值覆冰厚度计算结果的准确性,提出考虑等效长度变化的直线塔输电线路等值覆冰厚度计算模型。结果表明,在均匀覆冰下,对于输电线路过谷模型,当杆塔高差系数绝对值不超过0.2时,等值覆冰厚度计算结果与假设值相对误差在16%以内;然而当杆塔高差系数较大时,如杆塔高差系数为–0.3,等值覆冰厚度计算结果与假设值相对误差大于40%。将等值覆冰厚度计算模型改进后,等值覆冰厚度计算结果与假设值相对误差变小,且覆冰厚度越大,相对误差越小。对于输电线路翻山模型和连续上(下)山模型,等值覆冰厚度计算厚度结果相对误差不超过5%。

特高压直流线路限制操作过电压用无间隙避雷器的安装方式

当前架空输电线路主要安装限制雷电过电压避雷器,限制操作过电压无间隙避雷器的安装及应用仍是空白,这种避雷器在±1100 kV昌吉—古泉特高压直流输电线路上首次安装,可将全线操作过电压限制在1.5 p.u.以下,从而缩减间隙值、减少杆塔尺寸及交叉跨越距离,大大节省工程投资。该文提出在线路直线塔和耐张塔上安装避雷器的多种方案;通过对比分析,选用外挑支架悬挂式安装避雷器方案为最佳方案;并在此基础上分析避雷器静、动态荷载,创新设计塔头布置型式、选型引流线及设计连接金具。通过实际工程中的安装和运行,首次验证特高压直流线路安装无间隙避雷器的可行性,为线路安装避雷器提供范例。

切向燃烧锅炉超大型化后的选型

在分析切向燃烧锅炉超大型化所面临的燃烧问题基础上,提出了切向燃烧锅炉两种发展趋势:塔式和单炉膛双切圆布置。通过比较我国2台典型百万千瓦等级切向燃烧锅炉,分析了两种技术的优缺点,供我国百万机组的选型参考。

新型500kV/220kV混压四回路直线塔的设计与研究

针对传统混压四回路直线塔型无法兼顾线路走廊与塔材指标的问题,提出了一种新型的混压四回路穿身塔。该塔型220 kV部分的其中2相导线从塔身中间穿过,使其220 kV部分导线对全塔的走廊宽度不再起控制,而横担数量仍然为5层。通过电气校验、电磁环境分析、模态分析、结构线性分析及非线性分析对混压四回路穿身塔塔型进行了可行性分析,结果表明,该塔型电气布置符合规范要求,结构受力合理、动力性能良好。与传统塔型的技术经济比较结果表明,穿身塔各项指标均较优,在廊道紧张的地区使用,优势相当明显。

高压输电铁塔的地震响应

以500kV交流高压双回路输电线路为研究对象,对线路中使用频率最高的直线塔和耐张塔进行了地震响应分析.首先,通过对铁塔模型的合理简化,建立了直线塔和耐张塔的杆梁混合单元有限元几何模型,分析了高压直线塔和耐张塔的动力学特性;然后,利用最小均方速度的基线校正方法对三向汶川地震波进行基线校正,以校正后的汶川地震波为激励获得了直线塔和耐张塔的地震时程响应;最后,分析了直线塔和耐张塔地震响应的频率结构.对应杆塔的动力学特性,频谱分析结果表明:无论是单向地震激励还是多向地震激励,都可以激起输电杆塔的共振区.所得结论对杆塔设计、舞动分析计算和输电线路安全运行有重要意义.

带电更换500kV紧凑型线路直线塔绝缘子的新型关键工具研制

针对目前国内带电更换500 k V紧凑型线路直线塔整串绝缘子关键工具存在的不足,研制了六联板脖颈吊具、六联板脖颈卡和远方进入等电位特制滑车等带电作业新型关键工具,并通过模拟带电更换500 k V紧凑型线路直线塔绝缘子的作业操作,验证了带电作业新型关键工具在实践操作上的可行性和安全可靠性。

吸烟者流量-容积曲线形状形成的切线时间常数、波速机理及其临床意义

为探讨吸烟者流量 -容积曲线形状形成的切线时间常数 (τt)、波速机理及其临床意义 ,测定了 2 2例被动吸烟者和 94例主动吸烟者的 F- V曲线 ,由此获取 FVC、·V75 、·V5 0 、·V2 5 等数据 ,并计算出高、中、低肺容积的切线时间常数 τt75 、τt5 0 、τt2 5 ,用波速学说进行分析。结果显示 :仅在重度吸烟组和凸型 F- V曲线发生的主要改变为·V5 0 、·V2 5 下降 ;τt2 5 ≥ 1 s;τt75 ≈τt5 0 <τt2 5 呈“喇叭式”(trumpet fashion)改变或τt75 <τt5 0 <τt2 5 呈“塔式”(tower fashion)改变。据此 ,可将τt2 5 ≥ 1 s、τt75 ≈τt5 0 <τt2 5 及τt75 <τt5 0 <τt2 5 认为是受吸烟影响的 3种τt特性。同时 ,此三者均使凸型 F-V曲线的凸度加大 ,均反映了小气道功能下降 ,与 ·V5 0 、·V2 5 降低相似。因此 ,这些 τt特性对鉴定小气道功能具有重要意义 。

湄洲湾大跨越输电塔风振系数取值讨论

建立了莆田LNG项目大跨越直线铁塔的有限元模型,计算了该模型第一周期、第一振型系数,确定其风振系数,以指导该塔的抗风设计。

500kV线路绝缘子串风偏跳闸故障分析及对策

为确保送电线路的安全运行,对500 kV直线塔绝缘子串风偏导致的线路跳闸故障进行深入分析。针对500 kV龙平甲线、500 kV马百线跳闸故障,根据故障录波图、行波测距等资料,结合天气情况、线路周围地形地貌、植被损坏及杆塔结构特点等,对故障情况、放电通道以及大风情况下直线塔绝缘子串风偏角、塔头间隙进行分析。结果表明,垂直档距与水平档距比值较小的直线塔,绝缘子串的风偏角较大,在大风情况下绝缘子串发生风偏容易造成导线与铁塔的间隙距离小于工频电压放电距离,从而导致线路跳闸。最后从设计、改造和运行等方面提出了相应的对策及建议。

等电位更换110kV双回线路直线铁塔绝缘子

针对110 kV线路小间距双回路垂直排列直线塔结构特点,论证了利用特制绝缘悬臂梯进入强电场等电位进行110ZGU1、110ZGU2型等双回路直线铁塔更换绝缘子串、更换附件、处理防振锤等工作的可行性,并介绍了相应的实施方法以及实用效果。完成了带电检修和消除缺陷的目的。彻底解决了110 kV小间距多回垂直排列塔无法进入等电位进行带电作业的难题。

1000 kV特高压钢管塔倒塌破坏试验与数值模拟

为验证某1000kV特高压交流输变电线路SZ30101JD直线塔的设计合理性和安全可靠性,对该塔进行了真型倒塌破坏试验和数值模拟。试验分为断线、锚固、大风等7个荷载工况,实测并采集直线塔在7种100%荷载工况下的试验数据,分析位移、应变等数据,对比大风超载工况下的试验与数值模拟结果,试验值与模拟值吻合良好。同时研究直线塔在超载工况下的倒塌过程与倒塌机理,得到了直线塔的极限承载力与薄弱位置。分析结果表明:该直线塔顺利通过7个荷载工况试验,满足安全可靠经济的运行目标;该直线塔的极限承载力为127%设计荷载时,则塔腿主材首先发生破坏,为其薄弱位置。

500kV紧凑型直线塔“V型”进出电位法探讨

针对目前国内500 kV紧凑型线路直线塔尚无成熟的进出电位方法的情况,经过科学的计算和实践,"V型"进出电位法成功应用于紧凑型线路直线塔进出电位。该方法带电作业安全距离充裕,能有效提高工作效率,确保带电作业的安全可靠性。

500kV四回路输电塔气弹模型风洞试验研究

针对标高82.7 m的500 kV四回路常规直线塔风荷载设计是关键的问题,提出采用离散刚度法制作输电塔气动弹性模型,为此,对不同风速下的风洞试验及其直线塔风致响应特性进行了试验和研究。研究结果表明:输电塔的加速度响应和动位移响应随风速、高度增大呈单调增大趋势;横风向加速度响应和顺风向加速度响应比较接近,可见输电塔在风荷载作用下,横向风振效应不能忽略,这对复核设计风荷载取值非常重要。