有限元分析新型相间间隔棒性能

摘 要：对普通相间间隔棒进行改造，即在普通相间间隔棒内部安装阻尼器和重球。阻尼器的材料选择形状记忆合金丝，利用其特有的超弹性能达到减振的目的。建立了650m档距六分裂导线的有限元模型、普通相间间隔棒和此新型相间间隔棒的有限元模型，模拟不同风速下的风荷载。通过对安装普通相间间隔棒、形状记忆合金相间间隔棒的导线风荷载，用比较的方法验证此相间间隔棒的减振性能。

关键词：相间间隔棒；微风振动；形状记忆合金丝；有限元

一、形状记忆合金相间间隔棒设计

形状记忆合金相间间隔棒是安装在紧凑型线路相与相之间的圆截面细长杆件，在线路中除了起相间绝缘间隔与支承连接的作用。此新型相间间隔棒在原有普通相间间隔棒的基础上安装阻尼器和重球，阻尼器的阻尼材料选择形状记忆合金丝。导线在风的作用下会产生微风振动。当导线上下振动时，会带动间隔棒上下振动，因此通过惯性，重球也会随之振动， 从而使合金丝出现反复的拉伸，在往复的拉伸和恢复过程中消耗了能量，实现对导线的减振目的[ 3 ]。

二、有限元模拟

（一）六分裂导线有限元建模

六分裂线路的电压等级为500kv，长度为650m。导线型号为LGJ400/35。导线面积A=425.24mm2，导线直径d=26.82mm，计算拉断力P=103900N，单位长度质量G0=1349kg/km，线膨胀系数α=20.5×10-6/oC。本文采用link10单元模拟输电线，综合弹性模量为7.64，综合弹性模量为7.64×1010Pa，得到的导线有限元模型如图1所示。

（二）相间间隔棒有限元建模

相间间隔棒的作用是使各相导线之间保持一定距离，本课题选取了500kV输电线路的普通相间间隔棒进行有限元建模，弹性模量选取弹性模量为7×1010Pa，密度为7800Kg/m3，泊松比为0.28。……