输电塔线体系风致覆冰脱落动力响应的研究

杜运兴　卢心龙

摘 要：建立了两塔三线模型，采用数值实验研究了输电线路的动力特性和中跨覆冰导线发生舞动时覆冰脱落、覆冰不脱落这两种工况的输电塔线系统的动力响应特性，探讨了不同风速下二者响应的差异.计算模型考虑了输电线的初始变形和初始应力.分析结果表明，塔端不平衡张力和邻跨导线横向振幅都随着风速的增加而增大，舞动导致的覆冰脱落使邻跨导线横向振动频率大幅增加，竖向回弹高度相对减小，而中跨的竖向回弹高度和横向振幅分别增加了73.9%和57.7%左右.舞动导致的覆冰脱落对线路的影响不容忽视，在实际线路的设计中应加以特别的考虑.

关键词：输电线路；有限元；风；脱冰；舞动

中图分类号：TM75 文献标识码：A

文章编号：1674-2974（2015）11-0088-07

覆冰输电塔线体系在气温升高、风力以及其它环境因素的作用下会出现覆冰的不均匀和不同期脱落.覆冰脱落时将会对导线、地线、绝缘子、杆塔构件以及输电塔等产生动力冲击作用.近年来，国内外学者对导线脱冰进行了大量的研究.Mirshafiei F等[1]建立了六塔五线输电塔线耦合体系有限元模型，并分析了覆冰脱落和导线断线共同作用下体系的动力响应，但是模型中没有考虑空气中气流的作用.实际上覆冰输电导线这一细长的构件还会因空气中气流的自激作用，产生低频、大幅、不稳定、纯弯曲的舞动.导线的舞动会造成相间短路、绝缘子闪络，引起线路跳闸、绝缘子和金具损坏、导……