输电导线新型模型的应力分层特性研究

芮晓明， 赵国良， 赵泽中， 崔宜伟， 刘 微

(华北电力大学 能源动力与机械工程学院, 北京 102206)

0 引 言

在输电线路运行过程中，由于ACSR相邻层之间相反的扭绞方向，使得导线在载荷作用下各线股的应力分配存在差异。在受到张拉载荷作用时，线股间的接触区域可能产生过载，引起导线疲劳强度下降，出现部分导线运行疲劳强度与设计疲劳强度不相符，使导线在张拉载荷条件下产生铝线股破损断裂的现象，对电力系统正常平稳运行造成损害。因此，研究张拉载荷条件下输电导线股间应力的分布特性对进一步了解导线破损机理有着重要意义。

国内外科研人员已注意到上述问题，对导线的模型分析方法做了很多相关的研究。其中文献[1，2]建立了架空导线两根接触股线的疲劳寿命预测模型，并利用未使用的全新导线和运行几十年的导线进行了拉伸实验，测定了其接触区的应力应变。文献[3，4]通过梁接触建立导线多层有限元模型，并验证该模型的准确性。文献[5，6]忽略摩擦情况下研究多层电缆的轴向与弯曲响应，推导出了多层绞线拉伸和扭转刚度的表达式。文献[7，8]建立了预测绞线轴向疲劳寿命的理论模型，讨论了线间摩擦的层间滑移理论。文献[9-11]考虑弹塑性与接触条件，建立了七股钢绞线和多层螺旋导线在载荷作用下的三维有限元模型，提出了一种用于计算绞制导线受轴向力时应力状况的三维有限元建模方法。文献[12]对悬垂线夹出口处的导线应变进行了测量，在铝线最外侧和与左右相邻线股接触的位置粘贴了三个应变片以测量导线的拉伸应变与其他两个方向的弯曲应变。……