1. 研究目的与意义
导地线的振动按频率和振幅来分可分为微风振动和舞动;其中,导线的微风振动最为频繁,振动持续时间较长,常常会引起导线的疲劳断股,甚至断线,造成该回路的不对称运行。对微风振动的形成机理进行研究,对微风振动成因加以判断,结合微气象条件提出了防御微风振动的具体措施和建议。
随着我国经济和社会的快速发展以及用电需求的迅速增加,电力供应和电煤运输日趋紧张,输电网络压力越来越大。建设具有远距离、大容量、低损耗输电能力的特高压输电系统,是中国能源和经济社会协调发展的必然要求,有利于优化能源生产和消费布局。在风的作用下,输电线时刻处于振动状态。由于特高压输电线路工程所采用的导地线截面、悬挂点高度以及档距都较普通线路有所增大,输电线在风作用下的振动非常严重,极大地威胁着特高压输电线路的安全运行。根据频率和振幅的不同,输电线的振动大致可分为三种高频微幅的微风振动、中频中幅的尾流驰振和低频大幅的舞动。三种振动都会给输电线路造成损坏,其中又以微风振动发生得最为频繁。
2. 课题关键问题和重难点
1、关于导线疲劳断股危险点的位置问题
难点:随着装设各种阻尼器之后,导线上承受最大动弯应变位置就外移到阻尼器夹头悬挂点附近。至于在整个风振频率范围内是否全部外移和外移到何处,则视消振措施的情况而异了。
2、关于阻尼器的选择问题
3. 国内外研究现状(文献综述)
输电线路导线受风振引起的疲劳断股的危险点,由于装设消振措施以后,会从悬垂线夹出口处转移到最外侧阻尼器(包括防振锤和阻尼线)悬挂点附近。因此,在选择消振方案时,不可只注意悬垂线夹出口处的动弯应变水平,还必须注意各个阻尼器夹头悬挂点,特别是最外侧阻尼器夹头悬挂点附近的动弯应变水平。阻尼器夹头悬挂点附近的动弯应变量的大小,与阻尼器及其夹头的性能和重量密切相关,因此,选取适宜的阻尼器及其夹头是降低该处动弯应变的有效措施之一。
文献《导线自阻尼的测量及实用归算方法》、《架空输电线防振锤安装位置的工程计算》、《架空输电线防振器性能研究及安装位置的精确计算》和《基于动力学方法的特高压输电线微风振动研究》提及了关于导线疲劳断股危险点的位置问题;架空导线受风振之后,在没有采取消振措施的情况下,导线疲劳断股点总是出现在悬垂线夹出口附近,这已经被过去大量实际例子所证实。这是因为导线在悬挂点处受着很大的静应力、挤压弯曲应力和反复交变的动态弯曲应力,同时还受到敲击和刻伤。上述诸因素中,某些因素是难以避免的,如静应力和悬垂线夹与导线之间的挤压弯曲应力,而另一些因素是可以经过努力设法控制到最小程度,如动弯应力以及因振动引起的导线与悬垂线夹之间的敲击和外层股线的刻伤。后者也是引起该处导线破坏断股的主要原因。因此,人们普遍地关注悬垂线夹出口处导线的动弯应变水平是完全可以理解的,并努力设法保护该处导线不受破坏,以确保导线的安全运行。
文献《新型fr型防振锤固有频率研究》、《防振锤非线性参数识别》、《基于动力学方法的特高压输电线微风振动研究》和《导线自阻尼的测量及实用归算方法》提及了关于阻尼器的选择问题;在各个大跨越消振试验中,在导线线股上贴应变片,直接测量线股上的应变量,其结果表明:采取的消振措施越保守,悬垂线夹出口处的动弯应变水平就越低,外侧防振锤夹头处的动弯应变水平就相对地提高了。假如外侧防振锤的重量愈大,则防振锤夹头处的动弯应变就越大,把防振锤改小以后,获得了满意的结果。
4. 研究方案
1、设计内容第一部分:导线微风振动传统分析方法的改进研究
(1)分别从风能输入功率、导线自阻尼功率、防振锤耗能功率的计算方法上对能量平衡法进行改进。
(2)基于改进后的能量平衡法研究单根地线及导线的防振锤最优安装位置和安装数量。
5. 工作计划
第1周收集资料,完成开题报告;
第2周了解我国当前微风振动情况,完成一篇专业外文文献翻译;
第3周熟悉微风振动能量平衡法的原理和计算步骤;
