特高壓輸電線的覆冰舞動及脫冰跳躍研究.pdf

1、架空輸電線的覆冰災害是一個國際上普遍關心的問題。隨著特高壓線路的建設，大跨度輸電線路不斷增加，電線覆冰后的舞動和脫冰跳躍易釀成很大危害，輕則相間閃絡、損壞地線和導線、金具及部件，重則線路跳閘停電、斷線倒塔等，從而造成重大經濟損失。為了保證特高壓電網的安全可靠運行，對輸電線的防雪災、冰災提出了更高的要求，因此有必要對輸電線覆冰作用下的特性進行深入的研究。 本文對大跨越輸電線路的覆冰作用進行了多方面的研究，主要包括導線非線性有限元模

2、型的建立、初始構形的確定、覆冰導線的空氣動力特性CFD 仿真計算、導線的舞動分析、脫冰跳躍計算等幾部分，旨在建立一套輸電線在覆冰作用下的舞動及脫冰跳躍的計算方法。本文各個章節(jié)都圍繞此問題展開。 首先推導了進行輸電線非線性有限元分析的兩節(jié)點桿單元的參數(shù)矩陣，給出了用單根導線來等效分裂導線的計算公式，介紹了龍格—庫塔法進行輸電線動力分析的方法，并用FORTRAN 編寫了相應的計算模塊。 從單檔輸電線初始構形的解析方法出發(fā)，設

3、計了考慮絕緣子滑輪調整作用的多跨連續(xù)檔輸電線初始構形的迭代求解流程，利用FORTRAN 編寫了連續(xù)檔輸電線線初始構形的迭代子程序。該方法難以適用于復雜的荷載、邊界條件下的輸電線找形要求，本文提出了在迭代求解自重作用下初始構形的基礎上，建立連續(xù)檔架空輸電線的有限元模型，進行非線性有限元求解找形的混合找形法，該方法綜合了迭代法和有限元法的優(yōu)點，找形效率高、收斂速度快，可滿足各種懸掛形式、檔距布置和邊界條件的輸電線找形要求。 利用CF

4、X數(shù)值風洞技術對覆冰導線進行CFD數(shù)值模擬，計算了覆冰導線在各風攻角下的三分力系數(shù)。通過已建立的連續(xù)多檔導線的空間有限元模型，采用龍格－庫塔法編程實現(xiàn)了輸電線舞動的數(shù)值求解，并用FORTRAN 編寫了相應的舞動分析模塊。以漢江大跨越覆冰導線為例，進行了導線舞動的仿真計算，計算結果深化了對舞動機理的認識，為進一步研究輸電線的防舞方法奠定了基礎。 對覆冰導線脫冰的起因和作用機理進行了分析，利用FORTRAN 自編了覆冰導線脫冰動力響