连续档架空线路动态风偏的多刚体模型

胡鑫，王璋奇，杨文刚

（华北电力大学机械工程系，河北保定，071003）

随着电网建设的快速发展，线路走廊日益紧张，通过复杂地形及恶劣气候条件地区的架空线路日益增多，风偏闪络现象也愈发严重。架空线路的绝缘子串与导线在大风载荷作用下偏离其垂直位置，形成风偏角，并发生面外摇摆，在此过程中如果带电导体与铁塔之间的间隙过小（即风偏角过大），间隙的电气强度不能承受系统运行电压时就会发生放电，造成架空线路跳闸，即发生风偏闪络事故。架空线路风偏跳闸后重合闸成功率较低，严重影响和威胁电网系统的正常运行，造成巨大的经济损失与社会影响[1-3]。架空线路的风偏运动主要包括跳线风偏、导线相间风偏和绝缘子串风偏，根据文献[4]可知，国网公司所属的110 kV 及以上架空线路发生风偏跳闸事故的主要原因是悬垂绝缘子串风偏导致的闪络放电，其占所有风偏故障的86.07%。为此，准确、高效地计算大风等极端工况下绝缘子串风偏角变化规律是架空线路防治风偏事故的首要工作，也是国内外研究架空线路风偏运动的重点内容。

国内外对架空线路绝缘子串风偏运动的传统计算研究主要集中在静力学分析方法[5-7]，静力学分析方法将风压视为静态力，均匀作用在研究物体上，且认为绝缘子串风偏角在受力平衡时最大；LU 等[8]针对实时监测系统，通过静力学分析方法提出了计算最小空气间隙的悬垂绝缘子串风偏运动三维模型；……