發(fā)布時間：2019-07-17 15:15

【摘要】：為了更好的進行資源配置,滿足大規(guī)模輸電的需要,我國的特高壓工程近年來迅猛發(fā)展,已走在世界的前列。而隨著電壓等級不斷攀升,對線路絕緣的要求也日益嚴苛,絕緣子串也在往更長、聯數更多的方向發(fā)展。長度和聯數的增加,不僅會使抗側剛度減小,更易發(fā)生風偏,而且會加劇各聯之間的氣流尾流的相互影響,引發(fā)風激振動。在已建成的特高壓輸電線路中已發(fā)生過多起絕緣子串風偏、風振現象。為了系統(tǒng)的分析特高壓絕緣子串在風荷載作用下的力學特性,該文結合理論分析、數值模擬、風洞試驗等方法,完成了四項重要內容:(1)首先通過風洞試驗對不同盤型絕緣子串的體型系數進行對比,并探索使用FLUENT軟件模擬絕緣子串風洞試驗的可能性和技術手段。發(fā)現結構網格和組裝網格都可以較好的擬合出風洞試驗,并可以準確獲取絕緣子串各處的風壓分布規(guī)律及尾流特性。(2)首先使用有限元軟件對Ⅴ型復合絕緣子串的風偏過程和風偏特性進行分析,發(fā)現在其風偏過程中,背風肢隨風荷載的最大應力會先減小再增大,風力放大系數為1時應力最小,迎風肢隨著風荷載的變大一直呈增大趨勢。越是夾角小的絕緣子串剛發(fā)生風偏時,其受力與Ⅰ串越接近,此時背風肢對整體受力影響不大;而隨著風偏的加劇,背風肢受壓,可以增強整體結構抵制風偏的能力。此時迎風肢不僅要承擔風荷載的作用,還要承擔一部分的由背風肢受壓而產生的彎矩的作用。隨著V串夾角的增大,剛發(fā)生風偏時,背風肢開始承擔更多的風荷載。而隨著風偏的加劇,背風肢對整體受力的影響慢慢減小,其結構慢慢的接近Ⅰ串。隨著Ⅴ型串夾角的變大,背風肢的最大應力呈減小的趨勢,迎風肢最大其應力曲線愈平緩,水平位移愈小,表明其抵制風偏的能力愈強。實際最大風偏角跟Ⅴ串夾角有關,Ⅴ串的夾角越大,實際最大風偏角與設計風偏角的差值越小。又通過風偏模擬試驗進行對比分析,有限元的應力結果和風偏試驗的應力結果可以較好的擬合,但位移結果相差較大,原因是絕緣子的位移主要是由連接金具的剛體轉動引起的。(3)用理論分析的方法討論了影響絕緣子風振的不同因素,并通過風洞試驗,利用對比升力系數負斜率的方法分析了不同盤型絕緣子串發(fā)生風振的可能性。(4)分析了間隔棒抑制風偏的機理,根據間隔棒設計的原則,設計了橫向調整剛性支撐間隔棒、橫向調整柔性支撐間隔棒兩種類型間隔棒,并通過有限元軟件分析了添加間隔棒對電廠分布的影響,發(fā)現支撐結構對整體電場分布影響較小。
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圖片說明： Ｊ~|逡逑圖邋２－１邐１．４ｍｘ邋１．４ｍ邋風洞逡逑絕緣子串為多個相同絕緣子首尾相連結構，如圖２－２所示，節(jié)段模型可以反逡逑映實際結構的體型系數，故本研宄采用絕緣子串節(jié)段模型進行風洞試驗。為了保逡逑證試驗結果的正確性和重復性，試驗采用１９種真型絕緣子節(jié)段，含耐污防污型、逡逑草帽型等１６種陶瓷絕緣子以及三種復合絕緣子串。為了排除表面粗糙度帶來的逡逑干擾，本試驗沒有使用有機塑料、管件等模擬的表面光滑的絕緣子模型，，直接采逡逑用實際工程中應用的絕緣子，以期減少誤差，如圖２－３所示。逡逑ＩＩＩ逡逑，■；＂逡逑0邋＇￣ｙ逡逑圖２－２工程應用中的絕緣子串逡逑由于采用實際絕緣子串，試品重達ｌ00ｋｇ，而風荷載相對較小�？紤]到試驗逡逑精度及天平的承載力，此次試驗采用了中國空氣動力研宄與發(fā)展中心低速空氣動逡逑力研宄所研制的高荷載雙天平試驗系統(tǒng)
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圖片說明： 草帽型等１６種陶瓷絕緣子以及三種復合絕緣子串。為了排除表面粗糙度帶來的逡逑干擾，本試驗沒有使用有機塑料、管件等模擬的表面光滑的絕緣子模型，直接采逡逑用實際工程中應用的絕緣子，以期減少誤差，如圖２－３所示。逡逑ＩＩＩ逡逑，■；＂逡逑0邋＇￣ｙ逡逑圖２－２工程應用中的絕緣子串逡逑由于采用實際絕緣子串，試品重達ｌ00ｋｇ，而風荷載相對較小�？紤]到試驗逡逑精度及天平的承載力，此次試驗采用了中國空氣動力研宄與發(fā)展中心低速空氣動逡逑力研宄所研制的高荷載雙天平試驗系統(tǒng)，采用豎向支撐，解決了重量大的模型測逡逑試問題。逡逑６逡逑
【學位授予單位】：中國電力科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM216

【參考文獻】

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本文編號：2515510