架空输电线路分段爆破除冰动态特性研究

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架空输电线路覆冰灾害始终是威胁我国电网正常运转的一大难题,爆破除冰法正是一种高效、经济、可用性强的除冰方式。为提高爆破除冰的安全性能以及除冰效率,本文提出了在输电线上分段敷设导爆索进行爆破除冰,为进一步的提高该方法在工程实际中的可靠性,本文采用试验与仿真相结合的方法,对分段爆破除冰法的安全性以及效率展开了详细研究。首先,通过压力烧结法对不同密度覆冰样本进行制备,对所得冰样进行SHPB动态压缩试验得出不同密度覆冰在冲击载荷下的动态抗压强度,以此来得出各类型覆冰的内聚强度。并结合LS-DYNA数值仿真分析冰样在冲击作用下的破碎机理,确定所用覆冰本构模型的准确性。其次,通过MATLAB计算软件结合ABAQUS仿真软件对输电线路进行找形分析。并通过LS-DYNA对导爆索爆破进行数值仿真,得出导爆索爆炸时的冲击波正压时程曲线,并进一步对导爆索爆炸时冰粒飞出对输电线的损伤进行分析。结果表明,导爆索覆冰飞溅对输电线并无损伤。在此基础上结合平凤线220k V退役线路的40#~41#档距内的线路的分段与整段爆破除冰试验,利用有限元软件ABAQUS对试验工况进行了模拟,比较了分段爆破与整段爆破的除冰效率和位移,并进一步研究了分段爆破与整段爆破对输电线挂点张力的影响。结果表明:相比于整段爆破除冰,采用分段爆破除冰使输电线档中跳跃高度幅值减小了21.16%,爆破测内跳跃高度减小了28.92%,远离爆破测内跳跃高度减小了25.84,有效降低了线路的跳跃幅值以及挂点处动张力变化幅值,因而分段爆破除冰是一种高效、安全、实用的除冰方法。最后,通过建立平凤线220k V单档模型与平顺220k V双档线路模型,结合各线路的设计规范,对除冰过程中各线路不同覆冰状态下的跳跃高度幅值、脱冰长度、挂点张力差幅值以及动态张力幅值进行分析,确定出单档以及双档线路在三种不同类型覆冰情况下的最佳除冰方案。
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