跨高铁高压输电线路的振颤特性及防护研究

发布时间：2020-11-04 09:53

　　 在高速动车组穿过高压架空输电线路下方时,线路会发生一定幅度与频率的振颤现象。频繁的振颤作用会导致输电线路疲劳损伤,严重时会发生掉线事故;还可能诱发输电线路舞动,导致相线间隔距离变小并出现闪络事故。因此,研究跨高铁高压架空输电线路的振颤特性并设计防掉线后备线夹,对保障铁路的正常运行和提高输电系统的供电可靠性均具有重要意义。本文围绕某地跨高铁、110kV及220kV输电线路的振颤及掉线问题,展开以下研究:首先,研究了高铁对输电线路周围电场和流场的扰动及其振颤作用。根据库仑定律等电磁学原理和流体动力学的控制方程,获得空间电场扰动云图及风速扰动曲线,结果可见高铁会使线路?5m以内的电场产生明显的扰动。第二,研究了计及高铁参数及地面高度的输电线路风压扰动规律。从不同角度进行分析,结果可见线路高度每升高2m或高铁时速每降低30km,输电线路的瞬时风压会降低10%。第三,研究了高铁导致高压输电线路产生的振颤响应特性。在动车组气流的作用下,对建立有限元模型进行计算分析,结果可见单、双分裂线路的振动主要发生在水平和竖直方向;将线路振颤的现场测试数据与计算结果进行吻合度比较,结果表明建立的有限元计算分析模型合理有效。第四,研究了输电线振颤掉线的预防措施。提出了后备线夹及其设计方案。对后备线夹的设计进行了安全性分析,表明设计的后备线夹简单可行,是防止输电线振颤掉线的可靠保障。由于跨高铁输电线振颤及其预防还是一个新现象新课题,本文的研究方法和研究结果具有开拓创新意义,可为开展进一步工作或其他“三跨”高压输电线振动研究提供参考,为有关预防措施及其方案设计提供借鉴依据。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM75
【部分图文】：

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文路面上方 2.6 米处（导地线未断），杭瑞高速限制通行 4 小时。2018 年 6 月 13 日，受强对流天气（飓风）影响，山东省内部分区域出风，瞬间极大风速达到 42 米/秒，造成山东公司（青岛）110kV 匡艾甲乙49-25~#49-26 杆塔倒杆，导线搭落到胶黄货运铁路接触网，铁路临时中断

2018 年 6 月 13 日，受强对流天气（飓风）影响，山东省内部分区域出现 14级飓风，瞬间极大风速达到 42 米/秒，造成山东公司（青岛）110kV 匡艾甲乙线同跳，#49-25~#49-26 杆塔倒杆，导线搭落到胶黄货运铁路接触网，铁路临时中断运行。图 1-1 各省市三跨区段数量分布

图 2-2 常见跨高铁路段布局示意图值模型的建立个极板通过电介质构成的结构称为电容。那么，以高压架空输电线极板，极板间的空气作为电介质，就符合电容的定义并构成了电统中，一般称之为对地电容。在高速列车组通过前，对地电容间简称“空间电场”）呈现出一定的分布状态。果有外界因素导致该空间电场发生严重畸变，线路的物理状态也会动现象。而高速动车组自身尺寸大、通过跨越段线路频率高，从理对空间的电场的扰动需要引起足够重视。并且，在现场确实观测以，当高速列车组通过跨越段线路时，需要对空间电场的畸变现
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本文编号：2869946