基于双自由度受迫振动的防舞装置特性及参数分析

发布时间：2020-04-27 10:26

【摘要】：输电线路舞动是不对称截面导线在风载作用下产生的一种低频大幅振动,舞动会对导线、铁塔螺栓、金具等造成破坏,严重时还会发生铁塔倒塌,对线路安全运行造成严重威胁。在输电线路上加装防舞装置,作为一种简单有效的防舞措施目前被广泛得应用。本文基于双自由度受迫振动机理,设计了一种防舞装置并进行参数研究,对输电线路的防舞研究具有一定的意义。本文以输电线路防舞装置之一的抑扭环为研究对象,基于弹簧吸振原理,采用双自由度受迫振动系统,进行防舞装置的设计研究,以提高抑扭环在线路发生舞动后的防舞性能。首先对抑扭环装置进行了改进设计,给出了改进后抑扭环的结构图、基本尺寸图及三维图;其次分别建立了抑扭环的单自由度模型和双自由度模型,从理论上证明了改进后抑扭环的防舞有效性;然后利用有限元软件对改进后抑扭环进行了模态分析,确定了装置模态振型并研究了吸振弹簧、扭转弹簧刚度对装置垂直方向、扭转方向振动固有频率的影响;最后建立了抑扭环-输电线路导线系统简化有限元模型,施加舞动激励,对比分析了四种不同布置方式下装置改进前后输电线路档距中点舞动竖向位移、舞动轴力以及舞动频率的大小。结果表明,改进后的抑扭环相比于改进前可以减小输电线路档距中点的舞动竖向位移的峰-峰值和最大值、舞动轴力的峰-峰值和最大值以及舞动的频率。当改进后的抑扭环采用档距不等间距五点布置时,防舞效果达到最佳。
【图文】：

防舞,间隔棒,相间间隔棒,仿真计算

华北电力大学硕士学位论文复杂，使得输电线路极易发生舞动。根据现有的治理舞动的措施来看，设种防舞性能优良的防舞装置对输电线路的舞动治理具有非常重要的意义。1.2 国内外防舞装置研究现状自 1987 年之后，我国就开始对防舞金具等做了大量的研究，并根据不同研制出大量的防舞金具。图 1-1 总结了各种防舞装置与措施。文献[18]介失谐摆、双摆防舞器、偏心重锤、扭转抑制防舞器、线夹回转式间隔棒、防舞器等防舞机理。

激发模式

20 世纪 60 年代以来至今，国内专家外学者根据各种现场观测以及出了许多舞动理论。目前公认的理论有 Den Hartog 垂直舞动机理，，O舞动机理和 P.Yu 偏心惯性耦合机理。垂直舞动机理Den Hartog 垂直舞动机理认为[40]，当横向风吹过非圆截面覆冰导线上产生升力和阻力。当升力曲线斜率的负值大于阻力时，导线截稳定，会发展成为舞动。Den Hartog 垂直舞动机理的数学描述如式（/ 0L D C θ + C< 式中，LC和DC分别为导线气动升力和阻力系数，θ为偏心覆冰导。图 2-1 为 Den Hartog 激发模式。然而，Den Hartog 理论仅考虑了线在风激励下的空气动力特性,忽略了导线扭转的影响。试验表明不仅发生在升力曲线的负斜率区，也发生在升力曲线的正斜率区， Hartog 理论无法解释的[41]。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM75

【参考文献】