大跨越输电塔线体系断线响应分析

张健琦，张德凯，邓洪洲

（同济大学，上海 200092）

0 引言

强风、雷电、覆冰、电线的疲劳均可以导致线路发生断线事故，造成供电中断、断线倒塔等事件［1］。输电线路工程是电力系统建设的重要环节［2］，自立式输电塔属于柔性结构［3］，即便断线事故并不是一个大概率事件，但是一旦发生，不仅会造成电气设备的损坏，严重时甚至会造成输电塔连续倒塌。对于大跨度的输电塔线体系来说，这种破坏会造成整个输电塔线体系的瘫痪和巨大的经济损失。

断线事故发生时会产生极大的不平衡张力，对输电塔线体系产生巨大的冲击作用，使输电塔产生较大的内力和位移响应，对于大跨度输电塔线体系来说，这种冲击作用带来的危害更加明显。但我国目前的架空输电线路设计规范和标准［4］还未考虑断线的动力冲击作用，这是存在安全隐患的。

国内外学者在断线方面的研究始于20 世纪70年代，Mozer 等［5］通过简化物理模型提出了分析输电塔线体系不平衡张力的具体步骤；John 编制了计算程序，用于分析一根或多根导（地）线断裂时对输电塔线体系的动力冲击［6］；夏正春等［7］采用等效弹簧替代输电塔用以获得输电塔线体系的动态响应；李黎等［8］借助了ANSYS/LS-DYNA，采用非线性动力有限元的方法，研究了输电塔线体系单根导线断线响应和初张力、档距、绝缘子等参数的关系。上述研究运用了非线性动力有限元分析了断线工况下输电塔线体系的动态响应，但对于耐张段的长短影响，导线、地线不同断线工况的差异，以及断线工况下对于输电塔构件内力影响缺少研究，且未与静力计算的规范结果进行比较。……