输电塔线体系中覆冰导线舞动数值模拟研究.pdf

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1、振动与冲击第32卷第18期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK输电塔线体系中覆冰导线舞动数值模拟研究赵莉，严波，蔡萌琦，梁明(1．重庆大学资源及环境科学学院，重庆400030；2．中国电力工程顾问集团西南电力设计院，成都610021)摘要：利用ABAQUS有限元分析软件，建立输电线塔线耦合体系非线性有限元模型，对覆冰四分裂导线舞动进行数值模拟，获得塔线体系中各相导线舞动轨迹、振动幅值、频率特性等。经分析比较发现，杆塔变形对导线舞动轨迹与幅值影响明显，而对舞动响应频率特性影响较小。导线舞动过程中导线与杆塔

2、应力响应表明，其最大应力均小于材料强度极限，因此导线舞动造成的导线断裂及杆塔破坏应以疲劳破坏为主。关键词：输电塔线体系；覆冰导线；舞动；数值模拟中图分类号：TU392．6文献标识码：ANumericalsimulationforgallopingoficedconductorsinatransmissiontower—linesystemZHAOLi，YANBo，CAIMeng—qi，LIANGMing。(1．DepartmentofEngineeringMechanics，ChongqingUniversity，Ch

3、ongqing400030，China；2．SouthwestElectricPowerDesignInstitute，ElectricPowerProjectConsultantGroupofChina，Chengdu610021，China)Abstract：Nonlinearfiniteelementmodelofatransmissiontower-linesystemwassetupandgallopingoficedquadbundleconductorsinthesystemwasnumericallys

4、imulatedbymeansofABAQUSsoftware．Basedongallopingtrajectories，vibrationamplitudesandresponsefrequencycharacteristicsoficedconductors，itwasshownthatthedeformationoftowersinthesystemgreatlychangestrajectoriesandvibrationamplitudes，butithasalittleeffectonfrequencych

5、aracteristicsofgallopingresponses；themaximumstressesofconductorsandtowersduringgallopingaresmallerthanthematerialultimatestrength，SOthefailureofconductorsandtowersinducedbygallopingisusuallyafatigue0ne．Keywords：transmissiontower—linesystem；icedconductor；gallopin

6、g；numericalsimulation近年覆冰导线舞动导致跳闸及杆塔破坏事故呈增非线性有限元方法，认为模拟分裂导线舞动时应考虑长趋势，因而研究输电塔线体系在导线舞动过程中的各子导线气动载荷。胡景等通过用户定义单元子程响应具有重要意义。目前，关于覆冰导线舞动研究，如序UEL在模拟覆冰导线索单元上施加气动载荷，在在舞动机理、覆冰导线气动特性、数值方法与实际线路ABAQUS有限元软件中实现覆冰导线舞动模拟，并对舞动观测等方面均取得诸多研究成果。覆冰四分裂导线舞动进行参数分析，研究线路档距、导数值模拟方法已成为研究覆冰导线

7、舞动的重要手线初始张力、覆冰初始攻角等因素对覆冰导线舞动的段。Desai等¨较早研究输电线路舞动模拟有限元方影响规律。法，建立平衡方程时尽管考虑几何非线性，但在求解动以上研究均未考虑杆塔影响。Baenziger等力学方程时却采用基于模态叠加的线性化处理。利用简化模型给出导线舞动过程中导线对杆塔作用力Zhang等建立混合模型，数值模拟研究覆冰分裂导线的简单计算式，由于未考虑塔线体系中导线及杆塔的的舞动。何锃等采用数值模拟方法研究三分裂导线耦合作用，与实际相差甚远。李黎等采用有限元方舞动。严波等采用数值模拟方法对覆冰四分裂

8、导线法模拟研究输电塔线耦合体系中导线舞动，模型中将舞动进行研究。刘小会等研究覆冰导线舞动的非线分裂导线等效为单导线，给出导线舞动过程中杆塔的性有限元方法，在此基础上给出覆冰分裂导线舞动的受力及变形，未对考虑杆塔变形后覆冰导线舞动特征进行分析。本文针对500kV两塔三档输电线路段，建基金项目：国家自然科学基金(51277186)立包