覆冰架空导线振动数值仿真分析及实验研究

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随着社会经济的迅速发展,社会对电能的需求量不断增加,电能被大量开发利用。架空输电线路作为电力能源系统中传输和分配电能的重要工程结构,在全国各地大量兴建。电力输送容量和输送距离迅速增长,架空线路的电压等级也不断提高。因此,架空线路的强度安全将会受到更多的考验。架空导线是输电线路结构的重要组成部分,由于常年处于露天环境下,容易发生一些输电事故。在自然界风的作用下,导线长期处于振动状态,容易导致疲劳断线、会具磨损等事故,这就对输电塔线的强度安全提出了更高的要求。本文主要对架空输电导线的风致振动特性进行了研究,主要研究内容如下:首先,介绍了输电导线力学计算理论,基于ANSYS有限元分析软件确定导线的初始位形,并用理论计算值验证了找形的精确性;在找形的基础上进行了导线动力仿真,使用瞬态动力学分析法对不同工况下的输电导线振动特性进行了分析;模拟输电导线覆冰,在导线模型上添加覆冰单元,研究不同覆冰厚度下导线的振动特性。为了分析输电导线振动的实际情况,本文搭建了简易的实验模型,用钢丝绳替代输电导线进行振动实验,分析了导线振动过程中张力、振动持续时间和振动频率等参数的变化规律;覆冰实验中,使用人工覆冰的方式对导线进行覆冰,分析了覆冰对导线振动特性的影响。
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