覆冰输电塔线体系风振响应数值模拟

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1、第43卷增刊1哈尔滨工业大学学报Vol.43Sup．12011年3月JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYMar．，2011覆冰输电塔线体系风振响应数值模拟陈俊旗，王伟(哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150090，junqihit@163．com)摘要:输电塔线体系对风作用敏感，在冻雨区要考虑风和覆冰的共同作用．以常用输电塔5A－ZBC2为基础，综合已有资料，建立了输电塔线体系的覆冰模型．应用随机风振响应分析方法，分析了不同覆冰厚度和不同风速下的输电塔线体系的风振反应．结果表明:风速越大，随着覆冰厚度增加，塔顶位移最大值增大速度加快，脉动风作用效

2、应明显;在较低风速下，随着覆冰厚度的增加，不平衡张力增大很不明显，而在较高风速下，随着覆冰厚度的增加，不平衡张力增加迅速;不均匀覆冰是导致输电线路不平衡张力迅速增加的主要原因;我国电力行业标准中关于纵向不平衡张力的取值偏于不安全，考虑覆冰和风荷载共同作用时应提高断线工况下不平衡张力设计值．关键词:输电塔线体系;覆冰模型;风振响应;有限元分析文章编号:0367－6234(2011)增刊1－0147－05Numericalsimulationonwind-inducedvibrationoficedtransmissionlinesystemsCHENJun-qi，WANGWei(Sch

3、oolofCivilEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China，Email:junqihit@163．com)Abstract:Transmissionlinesystems(TLS)arevulnerabletowindsandstorms，particularlyincoldclimateregionswhereatmosphericiceaccretesonnetworkequipment．Thispaperdescribesamethodforanalyzingwind-inducedvibration

4、soficecoatingontransmissiontowerscoupledwithpowerlines．AnicecoatingmodelofTLSisintroduced．WindloadsonicecoatingTLSarealsopresented．Thetimehistoriesofwindspeedact-ingonTLSaresimulatedwiththeharmonysuperpositionmethod．Finally，theresponsesofTLSunderdifferentthicknessoficecoatinganddifferentwindvel

5、ocityarediscussed．Theresultsshowthatthedisplacementandunbalancedtensionincreaserapidlywiththethicknessoficeandwindvelocityincreasing．Thenonuniformicecoatingontheconductorsisthemainreasonforunbalancedtensionsincreasingsignificantly．Chineseelectricpowerindustrystandardonunbalancedtensionsinthecon

6、ditionofwirebreakageisunsafeanditshouldbeimproved．Keywords:transmissionlines;Icecoating;wind-inducedvibration;fsiniteelementanalysis输电塔线是重要的生命线工程之一，不仅投北、山西及京津唐地区，西北的青海、宁夏等省资量巨大，而且一旦发生破坏，所引起的次生灾害(区)都发生过输电线路覆冰事故，近年来比较严［1］［3］亦非常巨大，应引起足够的重视．从气象学、空重的有2005年的湖南电网冰灾事故和2008年气动力学以及其他力学方面对以往破坏的输电塔的南方电网冰雪灾

7、害．尤其是在2008年春节前线体系进行分析，可以发现大约70%的事故是由夕，我国南方大部分地区出现长时间持续的大强于在极端风作用下或者冰暴下，输电塔线体系过度、大范围低温雨雪冰冻天气，使湖南、江西、浙［2］载所引起的．我国是输电塔线遭受气候灾害的江、湖北、贵州、云南等13个省电网发生倒塔、断事故多发国家，华中的湖北、湖南、江西、河南等省线、舞动、覆冰闪络等多种灾害事故，湖南和贵州及三峡地区，西南的云南、贵州、四川，华北的河发生了大面积停电，国家电网公司直接