FPS型MTMD在输电塔减震中的应用

输电线路不可避免地穿越高烈度地震区,地震作用不可忽视。FPS型MTMD是一种结构简单、安装方便、限位和复位性能好的减震装置。本文设计了一种质量板在四个球面上滑动的FPS型MTMD减震系统,并安装在某输电塔的横担处。利用有限元软件ANSYS,在考虑了导线的几何非线性基础上,建立了输电塔-导线体系的空间有限元分析模型,并用质量-弹簧单元模拟FPS-MTMD系统,研究减震系统对输电塔线体系的减震作用。结果表明,该装置对输电塔有较好的减震效果,能够有效地减小输电塔的地震反应,为进一步研究和工程应用提供依据和参考。     

大跨越输电塔在线路断线作用下的动力响应

基于有限元程序ANSYS/LS-DYNA,分别建立以等效弹簧代替塔对线路作用的导线、地线模型和以等效弹簧代替线路对输电塔作用的直线塔模型.利用显式积分法对导线和地线的断线进行动力有限元仿真分析,并将悬垂点的纵线向支座动反力施加在直线塔上,分析导线、地线断线对直线塔的动力作用.该方法既考虑了塔和线的耦联作用,又避免了,建立复杂的塔-线体系模型.研究表明,地线断线对输电塔的冲击作用较小,导线断线对输电塔的冲击作用较大.     

大跨越输电塔线的断线振动及控制

借助有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立塔-线耦合模型,采用显式动力分析技术,探讨塔-线体系对断线响应的仿真方法.同时,在塔头安装铅芯橡胶阻尼器,研究该阻尼器对体系断线相应的振动控制效果.通过汉江大跨越算例,验证了断线仿真方法的实用性和铅芯橡胶阻尼器对输电塔在线路断线作用下振动控制的有效性.     

输电塔在线路断线作用下的动力响应

目前采用的拟静力法考虑线路的断线不平衡张力不能反映出输电塔受到的断线动力响应。针对这一问题,利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA,建立导地线模型和以等效弹簧代替导地线对输电塔作用的塔-弹簧模型,将导地线模在断线作用下悬垂点的支座反力反向施加在塔-弹簧模型上,数值仿真了输电塔在导地线断线作用下的动态响应。研究表明,线路断线对输电塔的动力效应不可忽视。     

悬垂绝缘子串动态风偏角有限元分析

有别于传统的刚性直杆静力学法, 利用有限元方法计算悬垂绝缘子串在脉动风作用下的风偏角,首先模拟考虑空间相关性的脉动风速时程并转换为风荷载时程; 然后利用梁单元模拟输电塔钢结构杆件, 杆单元模拟悬垂绝缘子串, 索单元模拟输电线, 建立塔- 绝缘子串- 输电线的有限元耦合模型。使用逐步积分法计算平均风激励、一致脉动风激励、不考虑塔- 线耦合的脉动风激励和考虑塔- 线耦合系统与空间相关性的脉动风激励4 种情况下悬垂绝缘子串的最大风偏角度, 并与传统的静力学方法对比。分析发现, 传统的静力学方法忽略了体系的动态响应, 使风偏角偏于不安全; 考虑塔- 线耦合体系与空间相关性的脉动风激励的模型能够综合各种因素, 得到较为合理的风偏角。     

大跨越输电塔-线在线路脱冰作用下的振动

输电线路覆冰后的脱冰动力分析十分复杂.以某1 000 kV大跨越为工程背景,借助非线性有限元方法建立塔-线耦合模型.为了考虑线路覆冰的弯曲刚度,采用梁单元模拟覆冰,采用单元生死法模拟脱冰,分析塔-线体系对线路脱冰的动力响应.结果表明,线路覆冰后体系的低阶振型基本没有变化,而自振周期变长了;地线脱冰后体系的振动响应衰减较快,而导线脱冰后体系的振动响应衰减较慢.同时,输电塔的位移响应,脱冰50%比脱冰100%时小,而对跨中电线的跳跃幅值,脱冰50%比脱冰100%时大.     

输电线断线振荡研究

针对采用拟静力法不能计算输电线路断线动态张力的缺点,利用显式动力有限元方法研究了输电系统线路断线的振荡响应。研究表明:在邻近断线档绝缘串下端的动、静位移以及不平衡力响应较大,远离断线档迅速衰减;线路的动态张力峰值是初张力的1.5倍―2.5倍,且离断线档越远,放大作用越大;线路的静态张力是初张力的0.26倍―0.95倍,且离断线档越远,卸载作用越小。该文还研究了初张力、档距和绝缘串长度对断线响应的影响。     

电网技术的创新、发展与应用

随着我国电网西电东送、南北互供、全国联网格局的形成 ,电网技术的创新与发展显得非常必要 , 数字化电网技术、紧凑型线路技术和紧凑型变电站设备、多回路和大导线截面线路以及特高压交直流输电技术等 10项创新技术和先进设备在电网建设工程中应积极推广。     

粘弹铅芯阻尼器在控制输电塔风振反应中的应用

以晋东南~南阳~荆门1000kV输电线路中最常用输电塔为例,为高柔的风敏感结构,有必要对其抗风性能进行分析。以此为工程背景,采用了双层粘弹性材料和铅组合的粘弹铅芯阻尼器进行风振控制。为了不削弱塔杆,将粘弹铅芯阻尼器平行于角钢并联安装于塔杆上,对其具体构造进行了初步地设计。然后根据本工程输电塔的特点,对单塔和塔线耦合体系采用7种方案进行粘弹铅芯阻尼器的布置。编制了风速模拟程序,模拟了适用于本工程的横线向脉动风速场。采用时程分析方法,针对7种阻尼器布置方案计算了单塔和塔线耦合体系在模拟的风荷载作用下的风振响应,进行了时域内的控制效果分析。计算结果表明,所设计的控制系统达到了很好的减振效果,为将来的试验和安装提供了较为准确的理论依据。     

基于遗传算法的塔架节点螺栓脱落的损伤诊断

输电塔线体系是国家的重要生命线工程,在此类结构中,节点是用螺栓联结的,由于螺栓在长期的风致振动中会产生脱落损伤,为了确保人民的生命财产安全,开展对输电塔架结构节点螺栓脱落损伤的诊断研究十分必要.针对高耸塔架结构节点损伤的特点,建立了具有螺栓脱落损伤的塔架结构的有限元模型,提出了基于改进遗传算法的节点螺栓脱落的损伤位置和程度的识别方法;最后,通过对一实际大跨越塔架结构的数值仿真分析,表明文中提出的损伤诊断方法的结果是令人满意的.