輸電線路舞動分析及防舞技術研究.pdf

1、覆冰輸電導線在一定風速下常發(fā)生舞動，它是一種低頻率、大振幅的自激振動。舞動的振幅通常很大，對輸電線路的安全運行具有很大的威脅。隨著電力建設的大規(guī)模發(fā)展，對舞動的深入研究是一項十分緊迫的任務。本文從舞動響應的模擬及防舞技術兩方面對舞動進行了研究，論文的主要研究內容和成果有：
　　 利用拉格朗日方程推導了裝有壓重或者失諧擺防舞器的覆冰導線統(tǒng)一的非線性運動微分方程組；利用Runge-Kutta方法求解該微分方程組，得到了導線舞動響應的

2、數(shù)值解；將導線所受氣動力用泰勒公式展開到第三階，用平均法求解簡化后的微分方程組，得到舞動響應的簡化解析解。根據(jù)微分方程穩(wěn)定性理論提出了舞動臨界風速的計算方法。推導了分裂導線扭轉剛度的計算公式。得到的主要結論有：扭轉角小于90°時，分裂導線扭轉剛度大致為常數(shù)，可用初始扭轉剛度作為分裂導線的扭轉剛度；單導線只有當風速位于某一范圍時才舞動，而分裂導線只要風速超過臨界風速就必定會舞動，不會出現(xiàn)風速過大舞動停止的現(xiàn)象；單導線和分裂導線舞動振幅與導

3、線跨中垂度的關系是相似的，兩者都存在一個最不利的跨中垂度使舞動振幅最大；單導線舞動振幅存在最不利的檔距，而分裂導線的振幅則隨著檔距的增大而增大。
　　 推導了考慮導線扭轉自由度的三節(jié)點索單元的單元質量矩陣以及剛度矩陣，編制了計算導線舞動響應的非線性有限元程序。建立了塔線耦聯(lián)的有限元模型，研究了輸電塔對舞動的影響。用諧波疊加法模擬了考慮空間相關性的人工風速時程，研究了風速脈動及空間相關性對舞動的影響。得到的主要結論有：非線性有限元

4、方法模擬得到的橫風向舞動向上振幅比線彈性方法向上舞動振幅略大，而向下舞動的振幅卻略?。晃鑴訒r導線的最大動張力要大于導線的靜張力，單導線的最大動張力隨著風速增大先增大后減小，存在最大值；而分裂導線的最大動張力則隨風速增大而增大；輸電塔對舞動振幅略有影響，其影響的幅度與風速有關；考慮風速脈動后導線舞動振幅略有增大。
　　 研究了新型液體阻尼器的設計及其防舞效果，研究了壓重防舞器及失諧擺在單導線和分裂導線上的防舞效果。得到的主要結論有

5、：按照本文提出的方法設計的新型液體阻尼器的防舞效果較好，若設計參數(shù)不當，新型液體阻尼器的防舞效果則不太理想；壓重防舞器在單導線上效果較好，在分裂導線上效果較差；失諧擺在單導線上非常有效，在分裂導線上效果甚微。
　　 利用風洞試驗實測了新月形覆冰導線及裝有不同直徑的擾流防舞器覆冰導線的氣動力系數(shù)曲線，利用CFD技術數(shù)值模擬了擾流防舞器的氣動力系數(shù)曲線，研究了擾流防舞器覆蓋率與舞動振幅的關系，得到的主要結論有：各種直徑的擾流防舞器都