输电线路振动机理及载荷快速评估技术的研究

发布时间：2017-09-05 13:50

  本文关键词：输电线路振动机理及载荷快速评估技术的研究

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【摘要】：由于输电线路多处于露天环境中,在风、雨、冰等自然因素作用下会激发塔线体系的振动,引起塔、线、绝缘子和金具的疲劳损伤导致其强度降低,虽然表现形式多种多样,但其影响却不利于电网安全,甚至危害严重。为了能够实现在未来气象条件下对输电线路安全的预警,开展输电线路振动机理及载荷快速评估的相关研究具有重要的现实意义。本文在充分总结前人对输电线路中振动问题研究成果的基础上,结合输电线路工程实例针对典型工况的振动机理进行研究,并对输电线路载荷的快速评估技术进行理论研究和实例分析。主要研究内容有：(1)在分析输电线路覆冰舞动和电晕放电的激振机理的基础上,基于有限单元法和Newmak积分法建立了考虑电晕力的输电线雨振有限元分析模型,提出了针对性的输电线路防振设计的理论基础。(2)分析输电钢塔的结构,根据输电钢塔的结构特点及结构相似性进行模块化划分,建立参数化原始有限元模型；在此基础上根据钢塔的型号与呼高,赋值参量驱动各模块的原始模型,实现各种塔型与呼高的钢塔有限元快速建模。(3)根据模块的划分方式及获取的图纸,应用ANSYS软件建立参数化模型,构建相应的塔线体系有限元分析模型。根据输电线相关参量和力学特性参量,给参数化模块预施加载荷分析,开展覆冰塔线结构的力学特性研究。总的来说,本文对输电线路典型振动工况进行了理论分析,对输电线路载荷快速评估技术进行了研究,为工程项目后续的输电线、输电塔覆冰预警等级的划分提供了理论依据。
【关键词】：输电线路 风雨激励 参数化 有限单元法 ANSYS
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 课题研究内容12-14
• 第2章 输电线路典型工况振动分析14-23
• 2.1 覆冰舞动机理分析14-15
• 2.1.1 垂直激发舞动机理14-15
• 2.1.2 扭转激发机理15
• 2.2 电晕放电机理及风雨激振分析模型15-18
• 2.3 输电线雨振载荷及结构阻尼18-19
• 2.3.1 电晕力f_C18
• 2.3.2 风载18-19
• 2.3.3 电场力f_E19
• 2.3.4 输电线结构阻尼19
• 2.4 输电线路风雨激振的数值分析19-21
• 2.4.1 输电线路风雨激振的瞬态响应分析20
• 2.4.2 输电线路风雨激振的谐响应分析20-21
• 2.5 输电线路防振设计理论21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第3章 输电线路参数化有限元建模研究23-32
• 3.1 输电线路杆塔的分类及结构特征23-25
• 3.2 自立式桁架钢塔的有限元模块划分及建模实例25-30
• 3.2.1 钢塔有限元模块划分的原则25-26
• 3.2.2 参数化建模过程26-30
• 3.2.2.1 输电塔基本模型概况26
• 3.2.2.2 建模中的相关简化26-27
• 3.2.2.3 确定塔架主体建模方案和过程27-28
• 3.2.2.4 确定塔头建模方案和过程28-29
• 3.2.2.5 猫头塔塔头结构参数化29-30
• 3.3 塔架快速有限元建模的参数驱动机制30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 输电线路载荷快速评估的实现32-52
• 4.1 软件平台32
• 4.2 覆冰算例32-42
• 4.2.1 输电塔情况介绍32-33
• 4.2.2 覆冰受载分析33-42
• 4.2.2.1 地线与输电导线受均等覆冰载荷工况34-37
• 4.2.2.2 地线与输电导线受非均等覆冰载荷工况37-39
• 4.2.2.3 输电导线覆冰断线工况(右侧导线)39-42
• 4.3 非覆冰算例42-51
• 4.3.1 猫头悬垂线载荷分析42-47
• 4.3.2 干字耐张塔载荷分析47-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 总结与展望52-54
• 5.1 论文总结52
• 5.2 论文展望52-54
• 参考文献54-58
• 附录58-61
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果61-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李庆峰;范峥;吴穹;高剑;宿志一;周文俊;;全国输电线路覆冰情况调研及事故分析[J];电网技术;2008年09期

2 刘振铎;;关于导线电晕舞动的初步探索[J];高电压技术;1980年01期

3 吴学毅;刘军收;尹恒;;基于参数化设计的三维桥梁模型构建[J];图学学报;2013年02期

4 孔德怡;李黎;龙晓鸿;梁政平;;特高压架空输电线微风振动有限元分析[J];振动与冲击;2007年08期

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本文编号：798356