碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的舞動(dòng)穩(wěn)定性及脫冰振蕩特性研究.pdf

1、架空線覆冰誘發(fā)的導(dǎo)線舞動(dòng)和脫冰振蕩直接威脅架空輸電線路的運(yùn)行安全，是目前輸電線路工程領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線是一種很有應(yīng)用前景的新型科技產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線相比優(yōu)勢(shì)明顯，然而由于其機(jī)械力學(xué)特性，如剛度、彈性系數(shù)、質(zhì)量等與傳統(tǒng)的鋼芯鋁鉸線存在較大差異，目前針對(duì)碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線振動(dòng)特性的研究還很不充分。因此研究覆冰條件下碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的舞動(dòng)穩(wěn)定性以及脫冰振蕩特性問(wèn)題，對(duì)于碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的推廣和應(yīng)用具有重要的理論意義和工程

2、應(yīng)用價(jià)值。
　　本文針對(duì)碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線，研究了典型覆冰導(dǎo)線的空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)，探討了碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線在典型覆冰條件下的舞動(dòng)穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)并研制了一套架空線脫冰振蕩試驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行了整檔同期脫冰、局部同期脫冰和非同期脫冰實(shí)驗(yàn)研究，給出了不同工況條件下碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的脫冰振蕩特性，并與相同參數(shù)的鋼芯鋁絞線的振蕩特性進(jìn)行了比較。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)詳細(xì)分析了碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線發(fā)生新月形覆冰和D形覆冰時(shí)的空氣動(dòng)力特性，給出了覆

3、冰導(dǎo)線的空氣動(dòng)力參數(shù)隨攻角的變化規(guī)律，研究了風(fēng)速和冰厚對(duì)空氣動(dòng)力參數(shù)的影響規(guī)律，并通過(guò)空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)擬合，給出了與覆冰舞動(dòng)穩(wěn)定性相關(guān)的空氣動(dòng)力系數(shù)曲線，探討了典型覆冰條件下碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的舞動(dòng)穩(wěn)定性，給出了發(fā)生舞動(dòng)的不穩(wěn)定區(qū)域。
　　2)根據(jù)碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線脫冰振蕩實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)并研制了一套架空線脫冰振蕩實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成了總體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了毫秒級(jí)時(shí)間差的脫冰時(shí)序控制，并可以進(jìn)行任意時(shí)序組合的同期或非同期脫冰實(shí)驗(yàn)。

4、>　　3)針對(duì)孤立檔碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線，采用有限元仿真和實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方法，研究了整檔同期脫冰，局部檔同期脫冰以及“開(kāi)拉鏈”式的順序脫冰工況下，碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的動(dòng)張力特性，研究了脫冰部位、脫冰順序以及脫冰速度對(duì)碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線脫冰動(dòng)張力特性的影響規(guī)律，并與相應(yīng)的鋼芯鋁絞線的脫冰動(dòng)張力特性進(jìn)行了對(duì)比。
　　4)研究了碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線在整檔同期脫冰、局部檔同期脫冰以及“開(kāi)拉鏈”式的順序脫冰工況下的脫冰振蕩位移特性，研究了脫冰部位、脫冰