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微风振动在输电线路中是发生的较为频繁的一种现象,经常导致包括线路断股、电力金具的损坏等破坏发生,有时候还能导致输电杆塔上连接件的破坏,给输电线路的安全运行带来了严重威胁。随着国民经济不断增强,电力事业的不断发展,高电压等级的输电线路已成为线路建设的趋势,随之而来的就是导线直径的变大,导线在单位长度重量上的增加,而且导线的悬挂点高度也越来越大。如此以来,输电线路的微风振动将发生的更为频繁。由于超、特高压输电线路的特殊性,在国家和社会稳定中处在特殊地位,一旦遭到破坏就会给整个社会带来巨大的经济损失甚至引起社会动荡。要合理保证输电线路的安全稳定运行,加强对输电线路防振措施的研究已经成为迫在眉睫的问题。
本文对输电线路的防振进行了深入性研究,主要对无间隔棒、加普通间隔棒和加阻尼弹簧间隔棒的情况进行对比分析,分析对比阻尼弹簧间隔棒减振性能的优劣。通过对阻尼弹簧间隔棒的弹簧刚度、重球质量参数进行优化,得到最优的减振参数,使得阻尼弹簧间隔棒有最优减振性能。根据需要建立了装有间隔棒的四分裂导线有限元模型,模拟了分裂导线在实际受力状况下的状态。根据能量平衡原理,将微风振动输入给导线系统的荷载由简谐荷载形式的微风激振力来代替,分别加在导线上的节点上。对导线系统进行瞬态分析得到振幅最大点的位移时程曲线,对比三种情况下导线振幅最大节点处的位移时程曲线,分析阻尼弹簧间隔棒的减振性能优劣。重新设计阻尼弹簧间隔棒的弹簧刚度和重球质量这两个参数,运用麦夸特法对所得数据进行非线性拟合,得到关于刚度和重量为自变量,以稳定状态时最大振幅节点处的振幅大小为因变量的目标函数。将目标函数通过准牛顿法加通用全局优化法进行优化,找到最优减振参数,根据最优参数重新设计阻尼弹簧间隔棒,并代入到导线系统进行受力分析,验证优化的结果。最终经过有限元分析找到了减振效果最优的间隔棒参数,为此新型防振金具在超、特高压输电线路上的应用提供了可靠的理论基础。