典型覆冰导线空气动力学特性数值和试验模拟

输电线路覆冰舞动是由覆冰导线气动力引起的,因此了解覆冰导线的空气动力学特性是研究其舞动的关键因素。为此,结合覆冰导线空气动力学特性的研究现状,采用Spalart-Allmaras(SA)湍流计算模型和ADINA有限元软件对不同覆冰厚度的典型新月型、翼型、扇型和D型覆冰导线的升力系数、阻力系数及扭矩系数等空气动力学参数进行了系统研究。利用流场压力分布特性对空气动力学参数随攻角变化出现的尖峰突跳现象进行了分析。结果表明,数值模拟与试验结果具有较好的一致性,覆冰导线空气动力学参数仅与导线规格、覆冰厚度、覆冰类型和攻角有关,受测试风速影响较小。随着导线覆冰厚度的增加,覆冰导线空气动力参数曲线负斜率和变化率变大,即线路起舞阈值降低,发生舞动的可能性增大。

电网冰灾典型线路段覆冰倒塔分析

在2008年初电网冰灾倒塔调研的基础上,建立了典型覆冰倒塔线路段铁塔、导线和绝缘子的三维模型,考虑档距、高差以及覆冰厚度引起的纵向不平衡张力对铁塔受力的影响,对线路段在均匀覆冰荷载和不均匀覆冰荷载作用下的导、地线张力及纵向不平衡张力进行计算,分析确定了线路覆冰倒塔的破坏模式,揭示了线路覆冰倒塔的主要原因。分析计算结果与现场实际破坏情况相吻合,表明导线覆冰过载以及覆冰产生的纵向不平衡张力是线路覆冰倒塔的主要原因。

覆冰四分裂导线风洞试验与舞动研究

输电导线舞动是线路运行中常见的现象,其会导致输电线路发生电气和机械事故,为了降低导线舞动造成的危害,需要对空气动力学参数这一关键因素进行研究。首先利用风洞试验获得了新月形和D形两种典型覆冰导线的气动力参数;然后分析了风速、覆冰厚度、导线型号、分裂间距和分裂数对导线气动力参数的影响;最后针对一条500 kV的分裂导线,利用风洞试验所获得的参数对其临界起舞风速和舞动情况进行计算和仿真。试验结果表明:仿真计算得到的结果与实际情况一致;导线气动力系数随着风速的增加呈现先增加后减小的趋势;随着覆冰厚度的增加,新月形覆冰导线在20°攻角附近出现尖峰,D形导线的升力系数在100°～170°攻角呈现明显上升的趋势;导线型号、分裂间距和分裂数均对空气动力学参数有重要的影响。本文的研究结果对实际工程中覆冰四分裂导线在不同气象条件下的舞动幅值预测及防舞技术的应用具有指导作用。