输电线路脱冰动力响应及脱冰方式对塔线系统影响的分析

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作者 张佳沁 杨文刚 +3 位作者 杨国林 张志劲 蒋兴良 李雨泰 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2458-2467,共10页

近年来,冰灾频繁对社会经济和民生造成重创。尤其在电力领域中,覆冰对输电线路的影响显著。研究覆冰脱冰对输电线路的动力冲击,对于指导易覆冰区域输电线路的设计、运行与维护,提高输电线路的抗冰减灾能力,具有重要的理论与应用价值。... 近年来,冰灾频繁对社会经济和民生造成重创。尤其在电力领域中,覆冰对输电线路的影响显著。研究覆冰脱冰对输电线路的动力冲击,对于指导易覆冰区域输电线路的设计、运行与维护,提高输电线路的抗冰减灾能力,具有重要的理论与应用价值。目前国内外对脱冰跳跃的研究主要集中在脱冰跳跃对导线的影响上,对塔线体系综合影响相关研究还不足。对此,该研究建立了一塔两档塔线系统有限元模型,分别计算了单导线同时脱冰、档端脱冰、中部脱冰与两端脱冰方式下塔线系统的动力冲击,并分析了导线冰跳高度、张力、不平衡张力、绝缘子偏转以及杆塔杆件轴力。结果表明:同时脱冰方式下,导线位移,张力和不平衡张力振幅大,绝缘子剧烈振动,且杆塔部分杆件应力大,塔腿主材轴力发生拉力-压力-拉力的反复改变方向过程。其他三种方式的导线冰跳高度、张力和不平衡张力振幅较小,绝缘子的偏移幅度较小,衰减速度快,杆塔杆件应力明显减小,塔腿主材轴力未发生方向改变现象。从各位置响应看,两端脱冰是最合适的脱冰方式。 展开更多

关键词 输电线路 塔线系统 覆冰 动力响应 脱冰方式

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塔线系统脱冰跳跃动力响应分析 被引量：26

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作者 杨风利 杨靖波 +1 位作者 付东杰 韩军科 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期86-93,共8页

采用有限元软件ANSYS建立铁塔-导线-地线-绝缘子的三维塔线系统有限元模型,考虑塔线耦合效应、脱冰相位置及数量、冰厚、档距和高差等影响因素,完成了不同工况下的塔线系统脱冰跳跃动力分析,确定了导线跳跃高度、挂点荷载及其动力放大... 采用有限元软件ANSYS建立铁塔-导线-地线-绝缘子的三维塔线系统有限元模型,考虑塔线耦合效应、脱冰相位置及数量、冰厚、档距和高差等影响因素,完成了不同工况下的塔线系统脱冰跳跃动力分析,确定了导线跳跃高度、挂点荷载及其动力放大系数和铁塔杆件内力的变化规律。对于2008年冰灾500 kV实际线路段的脱冰跳跃动力分析表明,在设计冰厚工况下,脱冰量较大时,导线脱冰跳跃会导致塔头杆件应力超限而发生破坏。对于上相脱冰情况,在脱冰档安装三角形相间间隔棒后,脱冰档跳跃高度和挂点不平衡张力明显降低,设计冰厚下铁塔处于安全状态。为防治塔线系统脱冰跳跃事故,应在事故多发段采用相间间隔棒,并根据脱冰跳跃挂点荷载计算值对铁塔塔头薄弱杆件进行适当加强。 展开更多

关键词 塔线系统 脱冰跳跃 耦合效应 不平衡张力 动力放大系数 相间间隔棒

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塔线系统在大风覆冰条件下的受力分析 被引量：1

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作者 张亚军 成立 +2 位作者 李炜 王黎明 李鑫 《陕西电力》 2014年第8期6-10,16,共6页

在大风覆冰等恶劣气候下,输电线路容易出现相间短路以及机械荷载过大等多种事故。利用清华大学研制的模拟实际线路的多档距组合动态程序,讨论了线路在出现大风风偏、脱冰跳跃以及舞动时的受力特性。仿真结果显示,在恶劣天气下,水平排列... 在大风覆冰等恶劣气候下,输电线路容易出现相间短路以及机械荷载过大等多种事故。利用清华大学研制的模拟实际线路的多档距组合动态程序,讨论了线路在出现大风风偏、脱冰跳跃以及舞动时的受力特性。仿真结果显示,在恶劣天气下,水平排列线路的相间距会急剧减小,容易出现相间放电,而采用V型绝缘子串能够有效减少风偏事故;同时,导线的张力与绝缘子的张力与风速、覆冰厚度关系密切,在线路设计中需要对此进行相应的考虑。最后,对张家口地区6条线路进行模拟计算,计算结果显示,张家口地区线路在冰风天气下不会因相间距过短而出现事故。 展开更多

关键词 大风覆冰 大风风偏 脱冰跳跃 舞动 塔线系统 动态仿真

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导线断裂诱发T接塔线系统的稳定性分析

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作者 李涛 盛金马 +4 位作者 朱晓峰 韩承永 王传双 陈磊 李凯 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期320-323,共4页

文章以35 kV输电线路中一种新型单回路T接塔作为研究对象,在塔身四周设置横担实现T接,T接过程中导线始终保持三角排列,结构受力更加合理。对冰载作用情形下导线断裂诱发电塔的非线性静力稳定性及非线性动力稳定性进行详细研究,获得其冰... 文章以35 kV输电线路中一种新型单回路T接塔作为研究对象,在塔身四周设置横担实现T接,T接过程中导线始终保持三角排列,结构受力更加合理。对冰载作用情形下导线断裂诱发电塔的非线性静力稳定性及非线性动力稳定性进行详细研究,获得其冰载荷-位移曲线,并给出此塔线系统失效模式。利用ANSYS软件数值建模时,考虑了电塔构件及地线、导线上的冰载荷,并利用ANSYS/LS-DYNA软件对失稳破坏过程进行模拟。结果表明,导线断裂对此新型单回路T接塔线系统稳定性具有重要影响,并且动力失稳相对静力失稳更易发生。该文研究结果对此新型单回路T接塔的设计及应用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 传输塔线系统 导线断裂 稳定性分析 动态冲击 倒塌模拟

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超/特高压同塔多回输电线路脱冰跳跃动力响应分析 被引量：26

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作者 韩军科 杨靖波 +2 位作者 杨风利 李清华 李振宝 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期61-67,共7页

为了明确超/特高压同塔多回输电线路的覆冰动态特性,采用有限元方法分析了其脱冰跳跃动态响应。考虑几何非线性的影响,采用有限元理论建立了导/地线-绝缘子及铁塔-导/地线-绝缘子体系的脱冰跳跃精细化数值分析模型。以1 000 kV交流双回... 为了明确超/特高压同塔多回输电线路的覆冰动态特性,采用有限元方法分析了其脱冰跳跃动态响应。考虑几何非线性的影响,采用有限元理论建立了导/地线-绝缘子及铁塔-导/地线-绝缘子体系的脱冰跳跃精细化数值分析模型。以1 000 kV交流双回、500 kV交流双回同塔多回输电线路和±800 kV直流单回、500 kV交流双回同塔多回输电线路为例,考虑塔线耦合效应、脱冰位置、档距和高差等影响因素,完成了不同工况下系统的脱冰跳跃分析。结果表明:当铁塔较高时,塔线耦合作用对导线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响不大,对地线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响较大;边档脱冰产生的纵向不平衡张力明显大于中档脱冰。最后,对导/地线脱冰跳跃纵向不平衡张力百分比取值进行了如下建议:1 000 kV导线及±800 kV导线取10%;500 kV导线取20%;地线取100%。 展开更多

关键词 超/特高压同塔多回输电线路 塔线系统 脱冰跳跃 不平衡张力

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输电塔线体系脱冰跳跃动力响应分析 被引量：1

6

作者 史巍 杜冰 李会杰 《水电能源科学》 北大核心 2012年第3期155-157,211,共4页

针对输电塔线体系脱冰跳跃动力响应的问题,基于ANSYS软件建立了输电塔线体系模型,利用集中荷载的方法对覆冰进行模拟,分析了塔线体系下考虑覆冰厚度、脱冰率等不同工况下脱冰跳跃的动力响应,确定了覆冰厚度、脱冰率对导线竖向位移、最... 针对输电塔线体系脱冰跳跃动力响应的问题,基于ANSYS软件建立了输电塔线体系模型,利用集中荷载的方法对覆冰进行模拟,分析了塔线体系下考虑覆冰厚度、脱冰率等不同工况下脱冰跳跃的动力响应,确定了覆冰厚度、脱冰率对导线竖向位移、最大水平张力及到达时间的影响。结果表明,随覆冰厚度增加导线竖向最大位移、最大水平张力增加,但增长率不同;脱冰率增加对导线竖向位移影响不大,但对最大水平张力有一定影响,且到达时间延长。 展开更多

关键词 塔线系统 覆冰厚度 脱冰率 竖向位移 水平张力

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新型单回路T接塔线体系的风致静力及动力稳定性研究

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作者 盛金马 姜克儒 +4 位作者 常江 黎彬 王陈杰 陈磊 李凯 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第4期464-468,共5页

文章以35 kV输电线路中一种新型单回路T接塔作为研究对象,在塔身四周设置横担实现T接,T接过程中导线始终保持三角排列,结构受力更加合理。对风载诱发的非线性静力稳定性及非线性动力稳定性进行研究,获得其载荷-位移曲线,并给出此塔线系... 文章以35 kV输电线路中一种新型单回路T接塔作为研究对象,在塔身四周设置横担实现T接,T接过程中导线始终保持三角排列,结构受力更加合理。对风载诱发的非线性静力稳定性及非线性动力稳定性进行研究,获得其载荷-位移曲线,并给出此塔线系统失效模态。基于Kaimal谱建立风载荷模型,用MATLAB编程模拟获得了各高度脉动风,并对比了模拟风谱和目标风谱;利用ANSYS/LS-DYNA软件研究了不同风载荷作用下塔的静力和动力稳定性,获得其失效模式和临界风速。研究结果表明风载荷对塔稳定性具有重要影响,该研究结果对此新型单回路T接塔的设计及应用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 传输塔线系统 风载 稳定性分析 动态冲击 倒塌模拟

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覆冰输电线路脱冰跳跃及抑制方法研究 被引量：29

8

作者 杨风利 杨靖波 +2 位作者 李正 韩军科 付东杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期20-25,30,共7页

采用ANSYS建立铁塔-导线-地线-绝缘子-相间间隔棒的三维塔线系统有限元模型,考虑相间间隔棒棒芯直径、脱冰相位置及数量、覆冰厚度、脱冰档档距和高差等影响因素,完成了不同工况下的连续5档塔线系统脱冰跳跃动力分析,得到了导线跳跃高... 采用ANSYS建立铁塔-导线-地线-绝缘子-相间间隔棒的三维塔线系统有限元模型,考虑相间间隔棒棒芯直径、脱冰相位置及数量、覆冰厚度、脱冰档档距和高差等影响因素,完成了不同工况下的连续5档塔线系统脱冰跳跃动力分析,得到了导线跳跃高度、挂点不平衡张力和垂向荷载、铁塔杆件内力,确定了不同因素对相间间隔棒抑制效果的影响规律。针对单相导线脱冰的情况,综合抑制效果和经济性考虑,对4种相间间隔棒布置方案进行优化比选,确定了可有效抑制导线脱冰跳跃动力响应的最优布置方案。 展开更多

关键词 塔线系统 脱冰跳跃 不平衡张力 相间间隔棒 布置方案

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输电线路档距组合对覆冰导线动态特性的影响分析 被引量：16

9

作者 张欢 李炜 +3 位作者 张亚军 王黎明 孙保强 傅观君 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期755-761,共7页

为更深入地研究输电线路塔线系统动态特性,完善各项参数对覆冰导线及杆塔的影响规律,采用模拟实际线路的3自由度多档距组合动态程序进行典型线路的仿真模拟计算。通过控制变量法,得出了档距组合对于塔线系统不平衡张力的影响规律,并探... 为更深入地研究输电线路塔线系统动态特性,完善各项参数对覆冰导线及杆塔的影响规律,采用模拟实际线路的3自由度多档距组合动态程序进行典型线路的仿真模拟计算。通过控制变量法,得出了档距组合对于塔线系统不平衡张力的影响规律,并探讨了现有的相间间隔棒的安装策略对于杆塔及相邻档导线的影响。仿真结果表明,发生风偏时,线路的不平衡张力随档距的增大而不断加大,且增大的幅度也不断上升;发生脱冰跳跃时,不平衡张力随档距的增大而增大,且脱冰档档距与非脱冰档档距对不平衡张力的影响不同;发生导线舞动时,杆塔两侧的不平衡张力随档距的增大而增大,但舞动档档距和未舞动档档距对不平衡张力的影响波形不同。同时发现,采取现有的相间间隔棒安装策略,相间间隔棒的安装对于相邻档的影响不大,能够有效减低导线舞动幅值,而且不会增加塔线系统的力学负担。 展开更多

关键词 覆冰导线 档距组合 塔线系统 不平衡张力 大风风偏 脱冰跳跃 导线舞动 相间间隔棒

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基于多因素修正的台风灾害下输电线路失效预测方法 被引量：15

10

作者 侯慧 耿浩 +3 位作者 黄勇 王红斌 李显强 吴细秀 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期193-201,233,共10页

台风灾害是导致沿海地区输电线路倒塔(杆)、断线等线路损毁的主要原因之一。为了提高电网抵御台风的能力,进行台风灾害下输电线路失效预测具有重要意义。为此文中将输电线路看做由杆塔和线路共同组成的塔线系统,提出了一种基于多因素修... 台风灾害是导致沿海地区输电线路倒塔(杆)、断线等线路损毁的主要原因之一。为了提高电网抵御台风的能力,进行台风灾害下输电线路失效预测具有重要意义。为此文中将输电线路看做由杆塔和线路共同组成的塔线系统,提出了一种基于多因素修正的台风灾害下输电线路塔线系统的失效预测方法。该方法结合传统的风荷载受力模型以及多因素分析的数据挖掘技术,分为基于模型驱动和基于数据驱动2个部分。模型驱动部分考虑杆塔和输电线路实际风荷载及设计风荷载的物理力学模型;数据驱动部分考虑电网信息、气象信息、地理信息等多因素信息,通过对历次台风灾害下的样本数据进行数据挖掘分析,结合当前预测信息,求取修正系数对模型驱动结果加以修正,进而获得输电线路塔线系统的综合失效概率,并对其进行可视化处理。最后通过算例分析验证了所提方法的科学性及有效性。 展开更多

关键词 自然灾害 台风 输电线路 塔线系统 失效预测 多因素 模型驱动 数据驱动

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基于安全裕度的输电线路覆冰预测方法研究 被引量：3

11

作者 周蠡 甘艳 +3 位作者 阮江军 杜志叶 杜卫 刘超 《陕西电力》 2015年第1期1-5,14,共6页

针对输电线路覆冰灾害事故预测方法的不足,提出基于安全裕度的策略对输电线路的覆冰情况进行预测。通过对覆冰线路模型各种运行工况下的结构失效率数值计算数据的回归分析,得到杆塔的失效评定曲线图,并对其进行预测分析。选取华中某500... 针对输电线路覆冰灾害事故预测方法的不足,提出基于安全裕度的策略对输电线路的覆冰情况进行预测。通过对覆冰线路模型各种运行工况下的结构失效率数值计算数据的回归分析,得到杆塔的失效评定曲线图,并对其进行预测分析。选取华中某500 kV输电线路中薄弱的杆塔作为研究对象。建立3塔2线输电线路的有限元模型,在覆冰荷载和风荷载不同组合下进行力学仿真计算,对结果数据的回归分析验证了该方法的正确性。本文方法可为准确预测线路覆冰事故、制定防覆冰改造方案提供依据。 展开更多

关键词 覆冰 塔线系统 有限元模型 失效评定图 安全裕度

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500kV架空输电线路覆冰失效有限元仿真分析 被引量：31

12

作者 杜志叶 张宇 +3 位作者 阮江军 阮祥勇 甘艳 杜卫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2430-2436,共7页

高压架空输电线路覆冰倒塔是近几年来影响我国电力系统安全稳定运行的重要因素之一。基于有限元法(FEM)分析软件ANSYS,考虑杆塔和导、地线之间的铰接耦合作用,研究了塔-线体系的力学数值分析模型的建模方法。针对具体线路覆冰微气候区,... 高压架空输电线路覆冰倒塔是近几年来影响我国电力系统安全稳定运行的重要因素之一。基于有限元法(FEM)分析软件ANSYS,考虑杆塔和导、地线之间的铰接耦合作用,研究了塔-线体系的力学数值分析模型的建模方法。针对具体线路覆冰微气候区,建立了2个耐张段的塔-线系统整体仿真模型,分析了不同覆冰厚度、风向以及风速作用下,塔线系统的失效情况。针对杆塔结构薄弱点,提出了相应的改造措施,并通过数值仿真进行了校核。数值分析结果同线路实际运行情况相符,可用于架空输电线路覆冰可靠性分析和线路改造措施效果评估。 展开更多

关键词 塔-线系统 覆冰 有限元法(FEM) 初始应变 不平衡张力 应力

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覆冰情况下输电线路有限元计算及其结构优化 被引量：29

13

作者 王燕 皇甫成 +1 位作者 杜志叶 阮江军 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期99-106,共8页

建立了塔-线耦合结构系统三维有限元力学计算模型。通过对覆冰输电线路耐张段位移及应力分布情况进行分析计算,提出了线路耐张段在一定风速与覆冰厚度条件下的临界失效曲线。经过多次计算并验证薄弱杆塔以及薄弱单元分布情况,得到了薄... 建立了塔-线耦合结构系统三维有限元力学计算模型。通过对覆冰输电线路耐张段位移及应力分布情况进行分析计算,提出了线路耐张段在一定风速与覆冰厚度条件下的临界失效曲线。经过多次计算并验证薄弱杆塔以及薄弱单元分布情况,得到了薄弱位置的分布特点和规律。以发生覆冰倒塔事故的实际线路为研究对象,并以力学分析计算结果为依据,提出了有针对性地更换杆塔最薄弱处钢材以及在耐张段内薄弱处增加一基杆塔的线路改进方案。通过结构优化前后线路耐张段薄弱单元应力比值以及临界失效曲线的对比分析,证明了所提出改进方案的正确性和有效性。 展开更多

关键词 塔-线系统 有限元计算 覆冰 临界失效曲线 结构优化

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高压架空输电线路覆冰情况下风险评估研究 被引量：18

14

作者 王燕 杜志叶 阮江军 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期84-90,共7页

对覆冰情况下的高压输电线路进行了风险评估研究,建立了有限元计算模型。该模型考虑材料非线性以及塔-线系统耦合特性,分析了不同覆冰厚度和风速情况下塔-线系统的失效情况。采用基于迭代修正的找形方法,准确地对导线弧垂进行了初始化设... 对覆冰情况下的高压输电线路进行了风险评估研究,建立了有限元计算模型。该模型考虑材料非线性以及塔-线系统耦合特性,分析了不同覆冰厚度和风速情况下塔-线系统的失效情况。采用基于迭代修正的找形方法,准确地对导线弧垂进行了初始化设置,得到了导地线的初始形状和应力。提出杆塔受力安全裕度风险评估方法,采用回归分析方法得到杆塔的安全裕度曲线,该曲线直观地描述了杆塔力学失效度与覆冰厚度及风速的关系。计算得到某实际线路单塔失效安全裕度曲线,获取各基杆塔薄弱点位置,提出了杆塔的具体改进措施。通过安全裕度曲线对比证明所提出改进措施的正确性和有效性。 展开更多

关键词 高压输电线路 覆冰 塔-线系统 安全裕度 风险评估

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地沉降工况下杆塔应变实时监测与失效预警技术研究 被引量：11

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作者 甘艳 周文峰 +2 位作者 杜志叶 邹建明 张力 《电测与仪表》 北大核心 2019年第20期9-16,共8页

地壳运动、地沉降等因素会引起杆塔地基发生变化,严重影响输电线路运行的安全性。文章以地基沉降下某500 kV危塔为研究对象,建立精细塔—线系统有限元模型,通过仿真模拟实际地基沉降工况下杆塔应力分布情况,确定沉降杆塔上的薄弱构件并... 地壳运动、地沉降等因素会引起杆塔地基发生变化,严重影响输电线路运行的安全性。文章以地基沉降下某500 kV危塔为研究对象,建立精细塔—线系统有限元模型,通过仿真模拟实际地基沉降工况下杆塔应力分布情况,确定沉降杆塔上的薄弱构件并安装应变监测系统。结合多种工况下有限元仿真结果,验证了仿真结果的可靠性,获得杆塔临界失效情况下对应的测点应变变化裕度,根据系统实时监测结果对杆塔失效进行预警。结合工程实际应用,对判断地基沉降工况下杆塔的稳定性具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 有限元 塔-线系统 地基沉降 应变监测 失效预警

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