基于ATP-EMTP的全复合材料电杆线路防雷技术研究

复合材料电杆作为一种新型的输电线路电杆,因其具有绝缘性能强、耐腐蚀性好和质量轻等优点,应用于我国配电网线路可以有效提高线路绝缘性能,降低雷击跳闸率,提升线路整体技术经济性。以6 k V复合材料电杆的耐雷性能为研究对象,基于ATP-EMTP仿真分析平台,深入分析了复合材料电杆塔头的结构参数与分段接地方式对线路耐雷性能的影响,提出了较优的塔头结构和防雷接地方案。以某工程线路为例,塔头尺寸较优化前减小40%,优化后的接地方法较全线逐塔接地减少安装3/5的接地引下线,同时满足防雷考核指标,技术和经济性均有较大的提升。

复合材料电杆在配网转角杆中的应用技术研究

从理论计算和真型试验两方面着手,对复合材料电杆在配网转角杆中的应用技术进行了深入研究。采用有限元软件和参数化编程,考虑P-δ效应,详细计算了无拉线转角复合材料电杆在各个工况下的应力和杆顶挠度。计算结果显示,复合材料电杆的强度和挠度均满足规范要求,但是挠度比水泥杆挠度大很多。采用有限元软件,详细计算了12 m单回、15 m单回和15 m双回拉线转角复合材料电杆在大风工况下的应力、杆顶挠度和结构稳定性,结果均满足使用要求。为验证复合材料电杆在下压力作用下的稳定性,对上述三种复合材料电杆进行了力学真型试验。在超载至140%的情况下,电杆整体仍未见异常。试验结果为实际工程应用提供了一定依据。

10kV配网线路中聚氨酯复合材料电杆耐雷水平研究

为了提升配网线路的绝缘水平,通过ATP-EMTP仿真软件,研究了10 kV配网系统中普通直线杆和终端杆线路分别混入复合材料直线杆及复合材料终端杆后,线路的绝缘水平及雷击闪络变化状况。研究结果表明,混合杆线路的耐雷水平比全普通杆线路的耐雷水平有较大提升,无论雷击点是否发生在复合材料杆上,闪络点都会发生在复合材料杆临近的普通杆或被击的普通杆上,突出了聚氨酯复合材料杆的绝缘优势,间接提升了该线路的耐雷水平。

复合材料电杆力学性能试验关键问题分析

复合材料电杆具有轻质高强、耐腐蚀、绝缘性能好和极强的韧性等优点,必将替代传统的混凝土电杆。由于复合材料电杆属于薄壁结构,其力学性能试验对试验台座及卡具的要求较严。分析复合材料电杆力学性能试验的影响因素,并提出改进试验装置的措施。

复合材料电杆在山区配网线路工程中应用分析

随着国家电力建设的快速发展,性能优越的复合材料逐渐应用于输电线路。依托科技项目及配网工程,开展复合材料电杆在山区配网线路工程中应用分析,完成国内厂家调研,进行依托工程复合材料电杆档距规划、横担连接设计、基础设计,完成经济性比较,为复合材料电杆在配网工程中的设计应用提供参考。

10kV复合材料电杆在大风作用下的安全可靠性研究

针对10 k V复合材料电杆在沿海防风加固工程中的应用,计算分析了10 k V复合材料电杆抗风能力,结果表明10k V复合材料电杆能够抵抗至少17级的台风。利用随机理论模拟动态风速,通过有限元软件ANSYS计算分析了10 k V复合材料电杆配电线路在平均风和脉动风共同作用下的动态响应。结果表明:电杆底部弯矩变化范围较大,最大值甚至达到标准弯矩的4倍;同时,电杆顶部位移比较大,但是导线间距仍在安全范围内。通过比较可以看出,无论是承载能力还是动力学特性,复合材料电杆相比水泥杆更具有优势。

复合材料电杆挠度试验研究

通过完成复合材料材性检测,得到复合材料的力学性能参数,包括密度、纤维含量、各模量、各强度等,各参数符合要求。在此基础上完成了12m复合材料电杆加载试验方案设计及加载试验,测得各荷载步对应的稍径挠度;通过数据分析,稍径挠度与外部荷载基本成线性关系。同时分析了长期工况下复合材料电杆最大设计条件下对应的挠度值,满足规范相应要求,本次采用的复合材料电杆满足工程设计要求。

复合材料电杆荷载试验研究

依据使用条件设计了两种复合材料电杆,并进行电杆真型荷载试验,验证了复合材料杆在主要控制工况下的安全性和可靠性,得出了复合材料电杆设计承载力、变形和破坏特征。试验结果表明:电杆P-△效应产生的附加弯矩较大;电杆破坏特征为距离杆底4.0 m处外边缘玻璃纤维断裂和杆端挤压破坏;拉线对复合材料电杆变形约束有限,建议拉线复合材料电杆在设计中考虑电杆变形影响。

配网用复合材料电杆标准化与应用

传统输配电杆塔普遍存在质量大、易腐蚀、安装维护成本高等缺陷。复合材料电杆具有轻质高强、耐腐蚀、易加工、绝缘性好的优势,是一种合适的替代品。我国复合材料电杆的应用研究起步较晚,目前尚未形成行业或国家标准。本文首次将对国内外复合电杆研究进展、设计标准及试验方法的调研与实际运行结果反馈结合起来,为复合材料电杆标准化与应用的发展方向提出了新思路。论文结果表明:复合材料电杆具有良好的应用前景,但现行标准仍需在挠度、防护层、配件和长期负载特性等方面作出改进。

复合材料电杆众创推广模式探索

介绍了一种复合材料电杆的优良性能及推广应用的难点,重点阐述了遵循"大众创业、万众创新"的宗旨,采取"众创"推广模式、创新推广方式,促进复合材料电杆的社会应用,极大缩短了新技术、新产品的推广应用周期。总结了推广应用意义及体会,为后续大范围推广应用复合材料电杆提供了借鉴。

复合材料输电杆应用进展

介绍了复合材料输电杆技术研究及应用现状、复合材料电杆市场及生产厂家。详细阐述了原材料选择、结构设计、成型工艺及国外对复合材料电杆应用标准及性能试验情况,并对复合材料电杆的性价比进行了分析并展望了其未来的发展前景。

聚氨酯复合材料低挠度杆塔的研制及实验验证

由于复合材料有轻质高强、耐腐蚀等优点,这就促使我们进行对复合塔杆的研究与探讨,复合材料电杆在使用时存在一些问题,这些问题限制了复合材料电杆的应用范围。复合材料电杆的特点:较轻的重量、较高断裂弯矩、良好的绝缘防雷性能。但是也有一个显著的缺点,就是较传统水泥电杆具有很大的挠度。本文通过研究一种新设计的复合材料电杆,在不大幅度增加成本的前提下,解决复合材料电杆挠度过大的问题,并具有更高的安全系数,使其能用于转角和终端等特殊位置,也能用于大台风和大覆冰等气候恶劣的工况环境中。

新型FRP绝缘电杆结构优化设计探讨

为了满足电力系统的发展,110 kV电杆采用电绝缘复合材料进行了结构设计和优化。针对结构自身刚度不足、变形量较大,本文提出了不同的截面形式,并进行了比较,选择了一种性能更好、适用于纤维增强复合材料(FRP)的新三角筋圆截面。采用有限元分析软件建立了电杆的三维实体模型,并参照典型的输电线路的设计原理和钢管的设计条件,运用同结构变尺寸的方法对其进行了加载。参照传输设计规范,对其进行了优化,得出了最佳的结构形式和大小,电杆高27 m,底径930 mm,壁厚20 mm。为了保证杆件的工作可靠,对杆件在各种载荷情况下的最大承载能力和变形进行了数值模拟,并对其最大工作应力进行了109 MPa和8.06 cm的检验。通过对试验数据的分析,证明了所设计的电杆是安全可靠的,可为今后在复合材料中的应用提供一定的理论依据。