输电线路是重要的生命线工程,在我国经济建设中起着重要的作用。本文结合220千伏舟山与大陆联网大跨越输电塔线路的事例,采用有限元方法研究了大跨越输电塔的自振特性、抗震性能以及绝缘子断裂后对输电线路的影响。 首先,建立大跨越输电塔的塔线体系有限元模型,分析单塔、导线以及塔线体系的动力特性。针对导线在风荷载作用下的找形问题,采用MATLAB和ABAQUS软件的相互自动调用予以解决,分析发现,忽略导线空间位置变化带来的导线荷载变化,会引起较大的误差。通过分离导线的刚度作用、质量作用对塔动力特性的影响,探讨了导线对输电塔的作用机理。 其次,采用传统地震反应谱方法,分析地震动模型和地震动输入角度对输电塔地震反应的影响。结果表明不同的地震动模型对地震反应的影响较大,同时输电塔体系的各项反应并非均出现在同一输入方向。 然后,采用时程分析法计算了导线对塔的作用随地震波变化规律,发现导线对不同的地震波并不总是抑制或加强,而是与输入的地震波的频谱特性密切相关。分析了行波效应对输电塔地震反应的影响,发现杆件应力、导线张力、绝缘子张力受行波效应的影响较小,而导线、绝缘子的位移受行波效应影响很大。 最后,研究了输电线路在正常运行期间,绝缘子突然断裂而导线保持完好的情形下,导线的跌落过程和输电塔的动力反应,并分析在强震过程中,绝缘子突然断裂后输电塔的动力反应。