输电线路覆冰脱落及断线分析

论文摘要

本文采用我国某通用的干字塔形输电塔为原型,借助ANSYS软件建立5跨输电线路体系的有限元模型,对输电塔线体系的动力特性、覆冰静力计算、覆冰脱落及断线问题进行了全面的分析。在对输电导线找形时,采用了非线性有限元静力平衡的找形方法。通过不同的找形工况证实,对于简单的悬索结构的找形,该方法简单、高效。分别讨论了单塔、输电导线、输电塔线体系的动力特性,在分析输电塔的振型时通过添加附属杆件从而避免了局部模态过早地出现。分析了在覆冰厚度、档距、邻档导线间的跨距差以及导线两端悬挂点高差等4个因素的影响下输电塔线体系的静力受力特征。采用输电塔、线分别建模和塔线联合建模两个模型,分别对同一个覆冰脱落工况进行动力分析以讨论塔线间的耦合作用,研究表明,对于本研究采用的模型,在动力分析中,输电塔对输电导线的影响可以忽略不计,但是输电导线对输电塔却有明显的影响。采用塔线联耦体系,对不同的脱冰工况进行动力分析,分析表明,脱冰时塔线的动力效应不可忽视。最后,进行断线分析,研究了邻近断线档的输电塔位移和内力变化情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 输电线路基本结构
• 1.3 输电塔线体系动力特性、导线覆冰、断线研究现状
• 1.3.1 输电塔线体系动力特性研究现状
• 1.3.2 导线覆冰及断线研究现状
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 有限元建模和动力特性分析
• 2.1 引言
• 2.2 ANSYS处理非线性问题、动力学问题概述
• 2.2.1 非线性问题
• 2.2.2 有限元软件ANSYS非线性问题的求解
• 2.2.3 ANSYS动力学问题的求解
• 2.3 输电塔线体系有限元建模
• 2.3.1 输电塔有限元建模
• 2.3.2 导线的有限元建模
• 2.3.3 绝缘子串的有限元建模
• 2.4 输电导线的找形
• 2.4.1 悬索结构找形的研究现状
• 2.4.2 简化的基于静力平衡的找形方法
• 2.5 塔线体系的动力特性分析
• 2.5.1 单塔的动力特性
• 2.5.2 输电导线的动力特性
• 2.5.3 塔线耦合体系的动力特性
• 2.6 本章小结
• 第三章 输电塔线体系覆冰静力计算
• 3.1 引言
• 3.2 覆冰的力学性能概述及建模处理
• 3.3 覆冰厚度对输电塔线受力的影响
• 3.4 输电导线档距以及不等档距对输电线路体系的影响
• 3.4.1 输电导线档距变化时输电线路受力情况
• 3.4.2 不等档距对输电线路受力的影响
• 3.5 高差变化对输电线路受力影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 输电塔线体系覆冰脱落分析
• 4.1 引言
• 4.2 输电塔线体系覆冰脱落分析步骤以及主要参数选择
• 4.3 输电塔线体系耦合作用的分析
• 4.3.1 输电塔、输电导线分别建模的分析
• 4.3.2 输电塔线联合建模的分析
• 4.3.3 塔线耦合体系之间的祸联作用结论
• 4.4 输电塔线体系覆冰脱落各工况分析
• 4.4.1 第二、三档导线覆冰脱落工况分析
• 4.4.2 第二、四档导线覆冰脱落工况分析
• 4.4.3 第三档导线一边覆冰脱落工况分析
• 4.4.4 第二、三档导线一边覆冰脱落工况分析
• 4.5 各工况的综合分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 输电线路断线分析
• 5.1 引言
• 5.2 输电线路断线工况分析
• 5.3 断2根导线工况分析
• 5.4 断1根导线工况分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历