架空輸電導(dǎo)線的受力與舞動分析.pdf

1、架空輸電導(dǎo)線工作的環(huán)境為無法預(yù)料的自然界,難以預(yù)測的工作環(huán)境對輸電線路的運(yùn)行安全構(gòu)成了很大的危害。輸電線路在風(fēng)載荷的作用下,會發(fā)生不同程度的振動。在一定的氣象條件下,覆冰導(dǎo)線會產(chǎn)生低頻大幅振動,即舞動。它會造成相間短路、絕緣子等部件破損,甚至斷線、倒塔等事故,從而造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此為保證電網(wǎng)安全可靠的運(yùn)行,有必要對輸電線路進(jìn)行一定的研究,能夠根據(jù)已知的信息,判斷架空輸電線路當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài),并針對預(yù)想事故進(jìn)行安全分析,以便及時采取

2、預(yù)防措施。
　　本文對架空輸電線路從力學(xué)和舞動兩方面進(jìn)行了研究。主要包括架空輸電線路的靜平衡構(gòu)形和張力的分析、氣動力模擬、舞動運(yùn)動方程的建立等三部分。
　　首先利用直接平衡法對導(dǎo)線的靜平衡構(gòu)形和張力進(jìn)行了分析。應(yīng)用導(dǎo)線的懸鏈?zhǔn)椒匠?對裸導(dǎo)線、有集中載荷的導(dǎo)線、覆冰導(dǎo)線和靜態(tài)氣動力作用下的覆冰導(dǎo)線四種情況分別進(jìn)行了分析,推導(dǎo)出多檔連續(xù)導(dǎo)線的靜平衡構(gòu)形和張力的解析式,為判斷導(dǎo)線的運(yùn)行狀況提供了依據(jù),并為舞動分析打下基礎(chǔ)。

3、　　其次基于能量平衡法,利用拉格朗日方程推導(dǎo)了覆冰導(dǎo)線的三自由度非線性運(yùn)動方程;并利用四階Runge-Kutta方法,模擬覆冰導(dǎo)線舞動響應(yīng),可以判斷導(dǎo)線舞動動的最大振幅。
　　最后基于 Fluent軟件數(shù)值模擬了薄覆冰導(dǎo)線的氣動力,結(jié)果表明數(shù)值模擬在一定程度上可以替代風(fēng)洞試驗(yàn)。本文對新月形薄覆冰導(dǎo)線在相應(yīng)風(fēng)速下的氣動力特性進(jìn)行了模擬;結(jié)果表明,本文所得的計算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果比較吻合。本文進(jìn)一步利用此模型模擬的導(dǎo)線氣動力系數(shù),對靜態(tài)氣