本文關(guān)鍵詞： 特高壓 V型絕緣子串 風(fēng)偏 有限元 變形特性 脈動風(fēng)　出處：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著我國特高壓輸電工程的建設(shè),特高壓輸電線路在我國經(jīng)濟建設(shè)中的地位越來越重要,而風(fēng)偏閃絡(luò)則是危害輸電線路安全運行的主要原因之一。V型絕緣子串具有降低風(fēng)偏危害和減小走廊寬度的優(yōu)點,研究V型絕緣子串的風(fēng)偏特性對于保證線路安全運行,減小建設(shè)費用具有重要意義。本文在以往研究的基礎(chǔ)上,采用有限元對V型絕緣子串的風(fēng)偏特性進行了較為全面的研究,主要進行了以下三個方面的工作:(1)根據(jù)瓷絕緣子片間球鉸連接方式,通過系列簡化推導(dǎo)了球鉸的等效摩擦系數(shù)。考慮球鉸摩擦和限位的影響建立了V型瓷絕緣子串有限元模型,球鉸以連接單元的Join+Rotation方式模擬。在此基礎(chǔ)上研究了V型瓷絕緣子串的風(fēng)偏受力變形特性,并分析了球鉸摩擦、限位對V串整體風(fēng)偏受力的影響。最后討論了風(fēng)偏計算時V型瓷絕緣子串夾角的計算方法。(2)假定復(fù)合絕緣子芯棒材料為正交各向異性,同時考慮拉壓異性,采用Fortran語言編寫了用于Abaqus計算的芯棒材料本構(gòu)模型UMAT子程序,用于后續(xù)有限元分析。建立復(fù)合絕緣子芯棒三維實體模型對其特性值屈曲和非線性后屈曲特性進行了研究,并以最大容許壓應(yīng)力確定芯棒受壓的最不利狀態(tài)。以梁單元模型研究了V型復(fù)合絕緣子串的風(fēng)偏特性。在以上研究的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了考慮背風(fēng)側(cè)絕緣子受壓時最小V串夾角的計算公式,并與規(guī)范規(guī)定進行了對比。(3)建立了V型復(fù)合絕緣子串-導(dǎo)線耦合模型,并采用諧波疊加法生成輸電線路人工脈動風(fēng)場。分別對耦合模型施加平均風(fēng)和脈動風(fēng)荷載,對V串風(fēng)偏計算時的導(dǎo)線耦合作用、V串兩側(cè)導(dǎo)線懸掛高差影響和脈動風(fēng)動力放大效應(yīng)進行了詳細分析,并給出了相應(yīng)的風(fēng)偏荷載修正系數(shù)。
[Abstract]:With the construction of UHV transmission projects in China, UHV transmission lines play an increasingly important role in the economic construction of our country. The wind-biased flashover is one of the main reasons that endanger the safe operation of transmission line. V-type insulator string has the advantages of reducing the wind deviation harm and reducing the width of corridor. The wind deviation characteristics of V-type insulator string are studied to ensure the safe operation of the transmission line. It is of great significance to reduce the construction cost. Based on the previous research, the wind deviation characteristics of V-type insulator string are studied comprehensively by using finite element method. According to the connection mode of ball hinge between porcelain insulators, the equivalent friction coefficient of ball hinge is deduced through series simplification. The finite element model of V-shaped porcelain insulator string is established considering the influence of ball hinge friction and limit position. The ball hinge is simulated by Join Rotation method of connection element. On this basis, the wind deflection deformation characteristics of V-shaped porcelain insulator string are studied, and the friction of ball hinge is analyzed. Finally, the calculation method of angle between V type porcelain insulator string is discussed, which assumes that the composite insulator mandrel material is orthotropic and takes into account the tension and compression difference. The UMAT subprogram of mandrel material constitutive model used for Abaqus calculation was compiled by Fortran language for the subsequent finite element analysis. A three-dimensional solid model of composite insulator mandrel was established to study its characteristic value buckling and nonlinear post-buckling characteristics. The most unfavorable state of mandrel compression is determined by the maximum allowable compressive stress. The wind deviation characteristics of V-type composite insulator string are studied by using the beam element model. The formula for calculating the minimum V string angle when considering the compression of the leeward insulator is derived, and the coupling model of the V type composite insulator string and lead is established by contrasting with the specification. The harmonic superposition method is used to generate the artificial pulsating wind field of transmission lines, and the mean wind and pulsating wind loads are applied to the coupled model, respectively. In this paper, the coupling effect of lead during the calculation of V-string wind deviation is analyzed in detail, and the influence of suspension height difference on both sides of V-string and the pulsating wind dynamic amplification effect are analyzed in detail, and the corresponding correction coefficient of wind deviation load is given.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM216;TU312.1

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