输电线覆冰脱冰动国内外研究现状.doc

摘 要 高压输电塔线体系作为国家经济建设的生命线工程，它的正常运行和防护保证了国家经济发展，人民的生命财产安全。大跨度高柔的输电线在振动过程中呈现出明显的非线性振动特性，尤其是在覆冰脱冰过程中该特性更为复杂。由于脱冰动力作用，甚至会发生输电线断线，输电塔倒塔等事故，在经济方面上造成严重的损失。因此，针对架空输电导线的覆冰脱冰后输电导线的非线性振动响应的研究，具有重要的理论意义和工程实际价值，可以从理论上对输电线路设计提供参考并且在实际工程中指导输电线路的安全运行。 本文以湖南省某条跨铁路输电线路为研究对象，推导了两档输电线路的非线性振动方程和绝缘子串的非线性振动方程。比较不同工况下的输电线和绝缘子串振动特性，得出了两档输电导线的非线性耦合振动特性和内共振特性。 以该输电线路为背景，利用有限元软件ANSYS建立了包括输电塔、输电线、绝缘子串在内的三塔两线有限元模型，通过迭代找形法得到了导线的初始构型。采用mass21单元通过集中荷载法模拟了输电线的覆冰，根据材料力学中的变形协调方程，验证了覆冰方法的准确性。利用ANSYS中生死单元方法模拟输电塔线体系的脱冰。数值模拟了第一档输电导线整体脱冰动力响应，针对导线的拉链式脱冰进行分析，探讨了脱冰速度对脱冰响应的影响，分析了三种不同脱冰速度下的动力响应。发现脱冰速度越慢，如10m/s脱冰时，系统动力响应越接近静力卸载，脱冰速度越快，如100m/s脱冰时，系统动力响应接近整体脱冰。 根据相似理论，确定了塔线体系模型的相似比，根据相似比，设计了塔线体系试验模型，并且建立了模型有限元模型。试验模型与原型覆冰脱冰有限元结果表明，两者频率以及在脱冰动力响应过程中的位移与时间满足相似比的要求，从而验证了相似比的正确性以及模型设计的正确性。 关键词：输电线路；脱冰；相似理论；动力特性；试验模型 Abstract As the lifeline engineering of national economic construction, high-voltage transmission tower-line’s normal running and protection makes sure for the state’s economy development. Long span and tall-flexible transmission line show evident nonlinear vibration property during the vibration, which becomes more complex especially in the course of icing and deicing. Some accidents such as line break and tower collapse will happen during the deicing, causing grave economy loss. Therefore, the study of nonlinear vibration response is of great theoretical significance and practical value of engineering, which provides a reference for the design and guides the safety running of transmission line. Studying the objects of span railway transmission line which is located in Hunan province, this article deduces nonlinear vibration equations of two spans transmission line and insulator string. By comparing transmission line vibration property with insulator string vibration property in different conditions, we can conclude the property of nonlinear coupling vibration and internal resonance of two spans transmission line. Firstly, based on the actual engineering, the three-tower and two-line fin