输电线路悬索式跨越架抗冲击性能影响规律研究

马勇， 夏拥军， 张恒武， 易南健

(1. 中国电力科学研究院有限公司，北京 100192；2. 国网湖南省电力有限公司，湖南 长沙 410009)

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近年来，为解决我国能源分布问题，特高压工程开展大规模建设[1—5]，但其施工安全性不容忽视。架线施工在跨越高铁、高速公路与重要输电线路时，通常会在导线下方搭设跨越架来保护被跨物[6—10]。悬索式跨越架(以下简称跨越架)因比强度大，不受地形影响，故而被广泛应用，但其设计通常基于静力学方法。在实际应用过程中，导线在断线或跑线事故工况下将对跨越架产生高速冲击，采用冲击动力学的方法对跨越架力学行为进行描述更为准确，但该方法会带来巨大的成本与难度。

跨越架的承载索与绝缘网由不同直径的超高分子量聚乙烯(ultra high molecular weight polyethylene，UHMWPE)绳组成，UHMWPE因力学性能优异，成功应用于航空航天、军事与医疗等领域[11—15]。国内外研究学者已开展UHMWPE层合板抗冲击性能影响研究，Kromm等人[16]对UHMWPE纤维在不同加载速度和温度下进行了拉伸和蠕变试验，Li等人[17]研究了UHMWPE纤维层压板在一定应变率范围内的单向拉伸性能，推导了材料强度和弹性模量的动态增长因子，孙非等[18]开展了手枪弹对带UHMWPE软防护明胶靶标冲击效应的数值分析。除此之外，Alex J等人[19]在分子水平出发研究了基体弹性体的分子动力学对UHMWPE层合板冲击变形的影响。目前，关于跨越架用UHMWPE绳的研究较少，绳编制结构因与层合板完全不同，材料性质存在差异。陈保家等[20]仅通过悬链线公式进行了跨越架承载索线密度与破断力的定性分析。……