【摘要】：輸電導(dǎo)線風(fēng)致振動(dòng)是造成輸電導(dǎo)線危害的重要因素。不同地區(qū)氣候下導(dǎo)線受到風(fēng)載荷情況不同,風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)情況也不同。此外,相同環(huán)境下的不同工況,導(dǎo)線風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)情況也各不一樣,造成的危害不一樣。因此針對(duì)特定氣候下不同工況導(dǎo)線的振動(dòng)響應(yīng)分析具有實(shí)際工程研究?jī)r(jià)值。對(duì)特定氣候下多種工況的輸電導(dǎo)線的風(fēng)致振動(dòng)狀況進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,以九江武寧柘葉1線為研究對(duì)象,對(duì)該輸電導(dǎo)線進(jìn)行有限元模型建立,利用有限元軟件對(duì)輸電導(dǎo)線進(jìn)行找型分析得到導(dǎo)線的初始位形,并且推導(dǎo)出了均布載荷下輸電導(dǎo)線懸鏈線方程的計(jì)算公式,以計(jì)算結(jié)合有限元靜力分析的方式驗(yàn)證了有限元模型的正確性,為后續(xù)對(duì)輸電導(dǎo)線風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行仿真奠定模型基礎(chǔ)。其次,依據(jù)九江武寧地區(qū)當(dāng)?shù)貙?duì)30m高處風(fēng)速統(tǒng)計(jì)情況,以隨機(jī)過程理論中的AR模型為基礎(chǔ),建立了針對(duì)該地區(qū)的風(fēng)速模型。通過計(jì)算得到了適用于本文研究對(duì)象的不同工況下輸電導(dǎo)線風(fēng)載荷公式,得到了風(fēng)載荷時(shí)程圖。結(jié)合實(shí)際氣象環(huán)境對(duì)各工況下導(dǎo)線用傅立葉擬合法得到了風(fēng)載荷隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式,發(fā)現(xiàn)隨著覆冰厚度的增大,導(dǎo)線受風(fēng)載荷越大。這為后續(xù)針對(duì)本文對(duì)象在不同工況下不同風(fēng)載荷的風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)仿真提供了風(fēng)載荷數(shù)學(xué)模型。再次,對(duì)多種工況的輸電導(dǎo)線的風(fēng)致振動(dòng)進(jìn)行仿真。分析了裸導(dǎo)線在時(shí)域以及頻域內(nèi)的振動(dòng)情況;對(duì)比不同工況下導(dǎo)線各關(guān)鍵點(diǎn)z向(橫向)位移、速度以及加速度和導(dǎo)線y向(縱向)位移在受到風(fēng)載荷以及撤去風(fēng)載荷自振衰減狀況下振動(dòng)的差異。發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線自振頻率與其一階固有頻率有關(guān);增大檔距以及增加覆冰厚度會(huì)加劇導(dǎo)線自振,延長(zhǎng)衰減周期,但是隨著覆冰厚度增加,z向受風(fēng)振動(dòng)會(huì)減弱;當(dāng)導(dǎo)線發(fā)生脫冰時(shí),對(duì)導(dǎo)線振動(dòng)影響最大的是自身屬性的改變。最后,對(duì)多種工況下的輸電導(dǎo)線風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。通過搭建簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分別對(duì)各種工況下輸電導(dǎo)線模擬風(fēng)致振動(dòng)實(shí)驗(yàn),采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)導(dǎo)線處于自振狀態(tài)時(shí)以z向振動(dòng)為主;并且實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了不同工況下導(dǎo)線風(fēng)致振動(dòng)仿真所得結(jié)論的正確性。
【圖文】：

在輸電導(dǎo)線的背風(fēng)側(cè)會(huì)形成卡門渦街，導(dǎo)致上下交替變化的力作用在輸電導(dǎo)線上，使導(dǎo)線產(chǎn)生振動(dòng)，如圖1.1。圖 1.1 卡門渦街形成示意圖當(dāng)輸電導(dǎo)線以某一固定頻率0f發(fā)生振動(dòng)時(shí)，流過的氣流也將受到輸電導(dǎo)線振動(dòng)的控制，使得氣流在導(dǎo)線后面產(chǎn)生的旋渦有良好的順序性，其頻率也是[5]。當(dāng)氣流在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，，輸電導(dǎo)線的振動(dòng)頻率和旋渦頻率都在 附近，導(dǎo)致輸電導(dǎo)線在垂直平面內(nèi)發(fā)生振動(dòng)，形成規(guī)則的波浪狀往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也就是導(dǎo)線的微風(fēng)振動(dòng)[6]。輸電導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)的頻率一般在3~150Hz之間，最大雙振幅一般不超過輸電導(dǎo)線直徑的1~ 2倍，而且振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間一般會(huì)有數(shù)個(gè)小時(shí)，甚至有的時(shí)候會(huì)持續(xù)好幾天。（2）覆冰舞動(dòng)輸電導(dǎo)線舞動(dòng)是指風(fēng)對(duì)非圓截面導(dǎo)線產(chǎn)生的一種低頻、大振幅的自激振動(dòng)，最大振幅能夠達(dá)到輸電導(dǎo)線直徑的5 300倍。舞動(dòng)的形成有以下三個(gè)方面：覆冰、風(fēng)激勵(lì)、導(dǎo)線自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)。覆冰情況是由氣溫、降雨、線路走向、地理環(huán)境共同決定的。

圖 2.1 輸電導(dǎo)線懸掛曲線受力圖到輸電導(dǎo)線靜止條件下的力平衡方程，有x 0 X 0， cos 0 sin Y ， L
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM75

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周超;李力;劉衍平;;分裂輸電導(dǎo)線風(fēng)雨致振機(jī)理及分析模型[J];噪聲與振動(dòng)控制;2017年01期

2 邵山;常娟娟;董建安;;基于定向能激光異物清障儀對(duì)架空輸電導(dǎo)線溫度的影響分析[J];電力設(shè)備管理;2019年12期

3 芮靜敏;劉麗紅;姚佳;;輸電導(dǎo)線建模方法及舞動(dòng)研究[J];科技與創(chuàng)新;2017年15期

4 譚恢曾;架空輸電導(dǎo)線的變遷[J];湖南電力;2005年02期

5 劉世明,宋鳳忠;單根直長(zhǎng)輸電導(dǎo)線的自感[J];河南教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年01期

6 韓國(guó)棟;吳章勤;萬書亭;呂占杰;劉榮海;王進(jìn);于虹;;基于X射線數(shù)字成像技術(shù)的高壓輸電導(dǎo)線內(nèi)部缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2015年03期

7 馮珂;宮培松;龔小芬;鄧靜偉;;基于索單元的覆冰輸電導(dǎo)線動(dòng)力特性研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2017年03期

8 周超;李力;劉衍平;申元;;基于混合子結(jié)構(gòu)法的輸電導(dǎo)線風(fēng)雨激振氣動(dòng)特性[J];振動(dòng).測(cè)試與診斷;2018年01期

9 黃東芳;胡桂明;周揚(yáng);;復(fù)雜背景下輸電導(dǎo)線圖像特征的提取[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2015年11期

10 張旺海;于建斌;;基于ANSYS的架空輸電導(dǎo)線找形研究[J];電力建設(shè);2012年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 古元亭;張眙;劉力風(fēng);蘇朝勇;李慶定;都敬娜;楊小軍;劉蕊;;高壓輸電導(dǎo)線附近建筑物周圍電場(chǎng)有限元分析及軟件研制[A];第八屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)暨2012全國(guó)計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)與應(yīng)用高級(jí)研討會(huì)論文集[C];2012年

2 李波;余海洪;何可龍;李昊;陳浩賓;李志遠(yuǎn);;高壓輸電導(dǎo)線微動(dòng)疲勞斷裂斷口分析[A];第十九屆輸配電研討會(huì)論文集[C];2011年

3 張偉;陳予恕;;輸電導(dǎo)線桿塔結(jié)構(gòu)振動(dòng)的研究現(xiàn)狀[A];第十三屆全國(guó)非線性振動(dòng)暨第十屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2011年

4 楊磊;彭慶軍;王達(dá)達(dá);芮曉明;武鑫;潘潤(rùn)敏;;基于最小二乘自回歸模型的覆冰輸電導(dǎo)線張力與傾角預(yù)測(cè)模型[A];第四屆全國(guó)架空輸電線路技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前9條

1 中國(guó)電科院 劉勝春;架空輸電導(dǎo)線的前世今生[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2019年

2 本報(bào)記者 楊建琨 通訊員 楊錦蓉;昆明電纜大截面輸電導(dǎo)線贏得廣闊市場(chǎng)[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2009年

3 張潔 記者　王春;上海中天特種輸電導(dǎo)線制成[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

4 馮錦;中天鋁線自主創(chuàng)新 引爆輸電導(dǎo)線革命[N];中國(guó)電力報(bào);2005年

5 記者 趙國(guó)清　特約記者 卞松林;中日合資在沈生產(chǎn)架空輸電導(dǎo)線[N];沈陽(yáng)日?qǐng)?bào);2011年

6 進(jìn)周;上海中天研制出特種輸電導(dǎo)線[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2006年

7 傅長(zhǎng)儒邋本報(bào)記者 楊忠厚;百余名遼寧電力員工在京保奧運(yùn)供電[N];遼寧日?qǐng)?bào);2008年

8 實(shí)習(xí)生 范靜 記者 馬朝麗;違規(guī)樹成為首害[N];河北日?qǐng)?bào);2007年

9 黃禎光;傲立風(fēng)雪戰(zhàn)冰凍[N];人民郵電;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 趙隆;輸電導(dǎo)線振動(dòng)機(jī)理與斷股識(shí)別方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

2 劉富豪;覆冰分裂輸電導(dǎo)線舞動(dòng)的強(qiáng)非線性動(dòng)力學(xué)研究[D];天津大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 雷振華;亞熱帶季風(fēng)氣候下220kV架空輸電導(dǎo)線多工況風(fēng)振響應(yīng)仿真[D];南昌大學(xué);2019年

2 曲寶旭;基于CFD重疊網(wǎng)格方法的輸電導(dǎo)線流固耦合研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

3 陳鑫;極寒環(huán)境下輸電導(dǎo)線的疲勞特性研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2019年

4 江金澤;輸電導(dǎo)線隨機(jī)有限元可靠度分析[D];武漢大學(xué);2017年

5 李保坤;基于深度學(xué)習(xí)的輸電導(dǎo)線檢測(cè)算法研究[D];安徽大學(xué);2019年

6 司偉杰;輸電導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)損傷機(jī)理及檢測(cè)技術(shù)研究[D];西安工程大學(xué);2018年

7 龔小芬;服役荷載作用下輸電導(dǎo)線的非線性特性研究[D];武漢理工大學(xué);2017年

8 肖杰;輸電導(dǎo)線在線監(jiān)測(cè)傳感器供電裝置研究[D];西安工程大學(xué);2016年

9 史耀虎;沙塵暴導(dǎo)致輸電導(dǎo)線產(chǎn)生電暈的機(jī)理研究[D];蘇州大學(xué);2011年

10 鄒木春;架空輸電導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)傳感結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析[D];華南理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2694133