国家电网公司科技项目(2008-536)
- 作品数：8 被引量：68H指数：6
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- 相关机构：同济大学华东电网有限公司福建省电力有限公司更多>>
- 发文基金：霍英东基金国家电网公司科技项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电气工程建筑科学更多>>
- 覆冰特高压输电塔线耦联体系风致动力响应风洞试验被引量：18
- 2010年
- 现行规范规定覆冰输电线路杆塔结构的设计需要考虑一定程度的风荷载的作用。为了研究覆冰输电塔–线风致振动的动力相互作用,以某特高压输变电工程的1000kV同塔双回输电线路为原型,进行了模拟覆冰条件下五塔四线气弹模型的大型风洞试验。试验中严格模拟了输电线路覆冰后的动力特性和气动外形,用等代塔模拟边界条件,研究了塔线耦联体系在均匀流场和紊流场的风致响应。试验测得了覆冰塔线体系的加速度和位移风振响应。相比不覆冰情况,覆冰塔线耦联体系的阻尼比明显增大。将光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)运用于风洞试验,对八分裂导线在风作用下的动应变进行了测试,探究了覆冰导线自身动力特性的变化规律及其在风荷载作用下对特高压输电塔结构的影响。研究结果表明:在覆冰工况下,需要合理考虑脉动风对覆冰塔线耦联体系的动力作用。
- 张勇严承涌谢强
- 关键词：特高压覆冰耦联体系八分裂导线风洞试验
- 500kV输电塔结构抗冰加固改造方法试验研究被引量：15
- 2011年
- 为提高高压输电塔结构在覆冰荷载作用下的极限承载力,寻求有效的结构加固方法,以冰灾中破坏的典型500 kV输电塔为原型,制作了2对输电塔子结构模型,每对均由按原始结构形式设计和以增设横隔面方法进行加固改造的相应模型试件组成。对所有试件进行了模拟覆冰荷载作用下的静力加载试验,对比分析了结构受力过程、破坏模式和极限抗冰承载能力等,考察了增设横隔面对于提高结构受力性能的作用。基于有限元程序ANSYS,采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型,对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较。研究表明:横隔面的存在极大地降低了交叉斜撑的面外变形。无横隔面输电塔结构的破坏主要为主材的弯扭失稳,带横隔面结构破坏依然由主材构件的屈曲产生,但其屈曲模态由弯扭失稳趋向弯曲失稳。增设横隔面后,单、双塔段结构极限承载力的提高幅度分别达到了18.3%和17.6%。由于交叉斜撑面外变形对结构整体稳定的削弱效应得到抑制,主材角钢失稳模态中扭转效应对临界承载力的不利影响也被大幅降低,结构受力性能得到了全面提高。从而表明增设横隔面是一种合理有效地提高输电塔结构抗冰承载能力的加固方法。
- 谢强孙力张勇
- 关键词：输电塔破坏模式
- 覆冰荷载作用下500kV输电杆塔结构破坏机理试验分析被引量：12
- 2010年
- 为考察高压输电塔结构在极限覆冰工况下的破坏模式和倒塌机理,以冰灾中破坏的典型500kV输电塔为原型,设计了一组单、双塔段子结构,模拟覆冰下荷载,进行了静力加载试验,对结构受力过程、破坏形态和应变及变形的发展情况等做了分析。基于通用有限元程序ANSYS,采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型,对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较。试验和有限元分析结果表明,主材构件的屈曲是输电塔结构在覆冰荷载作用下的基本破坏特征,斜材内力相对较小,但交叉斜撑面外变形较大。研究表明过大的交叉斜撑面外变形会显著地弱化主材的侧向约束,导致其计算长度增大,屈曲模态呈现出明显的弯扭失稳形式,从而显著地降低其承载能力,因此约束交叉斜撑的面外变形是提高整体结构抗冰承载力的一个主要途径。
- 谢强孙力
- 关键词：输电塔覆冰荷载静力试验
- 覆冰特高压导线风致动张力试验与分析被引量：7
- 2010年
- 覆冰导线在低风速作用下的风致振动现象是一个复杂问题,而导线动张力的计算对于输电铁塔的抗冰设计具有重要的参考意义。为研究风荷载下覆冰导线动张力对输电塔结构的动力作用,利用光纤布拉格光栅传感器,通过覆冰特高压输电塔-8分裂导线耦联体系风洞试验测得了导线的动应变,验证了导线动张力模型的有效性。用动张力模型计算结果和我国重冰线路设计规程中导线的荷载标准值进行了比较,发现规范对覆冰导线弦向张力荷载值的考虑略显不足,不平衡张力容易成为输电塔结构破坏的重要原因。对覆冰导线的动张力试验和分析研究结果表明:随着覆冰厚度的增加,导线自振频率降低,非线性增强,导线端部动张力增幅明显。考虑风荷载与冰荷载的组合后,覆冰输电塔的安全设计需要进一步提高。
- 谢强严承涌张勇
- 关键词：覆冰导线动张力风致振动荷载组合
- 1000kV特高压交流输电8分裂导线动张力风洞试验分析被引量：11
- 2010年
- 导线在风荷载作用下的动张力变化对输电塔线耦联体系抗风设计非常重要。为此,以在建1000kV特高压输电线路工程为背景进行风洞试验。设计制作了双回路8分裂导线的完全气弹模型,首次采用光纤布拉格光栅对分裂导线在风作用下的动应变进行了测试。试验得到了不同风攻角、流场和风速情况下不同位置导线的动应变,得出了导线动张力的传递规律和导线动力响应的主要特性。分析了导线不同位置动应变响应的分布规律和功率谱变化,证实了风作用下塔线耦联体系中导线和塔之间能量传递规律。研究结果表明输电塔抗风设计中应该考虑动张力对塔线耦联体系作用的影响。
- 谢强严承涌李素贞
- 关键词：特高压输电线动应变风荷载
- 输电线路抗冰设计规程比较被引量：2
- 2012年
- 通过条文对比和计算,分析了各国规范在设计冰荷载取值及修正,覆冰时风荷载的计算,不均匀覆冰工况和断线工况等方面的异同。通过比较发现,我国设计冰荷载的导线直径修正系数与IEC标准吻合较好,而导线高度修正系数大于IEC标准,偏于安全。由于线路最小风速的规定,我国覆冰同时风速与按IEC标准、CSA标准规定的计算值吻合较好。由于基准冰荷载选取和覆冰率的不同,我国以50年重现期为基准的不均匀覆冰荷载与IEC标准以500年重现期为基准时吻合,达到甚至超过CSA标准150年重现期的水平。我国一、二和三类杆塔的断线覆冰率亦与IEC标准、CSA标准中500年、150年和50年重现期对应的断线覆冰率相吻合。
- 管政谢强李继国
- 关键词：输电线路抗冰设计覆冰荷载荷载组合不均匀覆冰
- 特高压单回路酒杯型输电塔线耦联体系振动台试验研究被引量：1
- 2013年
- 特高压输电工程在我国进入大量建设阶段后,尚未经历严酷的自然灾害考验。为了分析强震作用下特高压塔线耦联体系动力反应特点以及导、地线对单塔结构动力反应的影响,该文针对特高压格构式输电塔线体系进行了振动台试验研究,旨在为特高压塔线体系的合理抗震设计提供基础。试验以1000kV特高压交流单回路输电线路工程为背景,设计制作了三塔两线体系模型并模拟了体系的边界条件,选取四种不同类型的地震激励,针对塔线体系及单塔进行了八度罕遇下的动力测试。研究结果表明：挂线后该型塔垂直线路方向自振频率下降较为明显且塔线体系动力反应受地震激励类型影响较大;与单塔相比,挂线后该型塔垂直线路方向的能量分布较为显著的向低频区转移;地震作用下,挂线形式下的该塔各项动力反应比单塔结构降低了4%~45%,导线、地线的存在提高了该塔的抗震能力。杆塔动力分析时应考虑导线、地线的影响,否则将会过高的估计塔架结构的地震反应。
- 白杰谢强薛松涛
- 关键词：地震反应振动台试验特高压缩尺模型
- 500kV输电杆塔结构抗风极限承载力试验研究被引量：19
- 2012年
- 为研究强风荷载作用下高压输电塔结构的极限抗风承载力和破坏机理,以风灾中遭到破坏的代表性500kV输电塔为原型,设计制作了典型塔段的缩尺结构模型,进行了等效风荷载作用下的静力加载破坏全过程试验。试验结果表明,结构破坏源于主材的弯扭失稳;在加载全过程中,交叉斜撑平面外变形呈现出不断增大的趋势。针对上述特征,基于原有模型,在其交叉斜撑节点位置增设了横隔面,并按原有加载规则进行了全过程加载,以考察这种改进之后结构体系的受力性能。研究发现,结构的破坏依然由主材屈曲引起,但其失稳模态由弯扭失稳趋向弯曲失稳;同时,交叉斜撑的面外变形得到了有效控制。对比结果显示:结构抗风极限承载力提高幅度达到22.1%。由于横隔面的存在,主材角钢失稳模态中扭转效应对临界承载力的不利影响被大幅降低,交叉斜撑面外变形对结构整体稳定的不利效应被显著抑制,结构的整体受力模式更趋合理,从而表明设置横隔面后的结构受力性能得到全面改善,其极限承载力和抗风性能得到了显著提升。
- 谢强孙力林韩陈强
- 关键词：输电塔抗风性能静力试验破坏模式极限承载力
