基于ANSYS的架空输电线脱冰跳跃动态特性研究

黄 强，连 雯，张翰涛，王 琼，胡淑兵

（1.中国电建集团江西省电力设计院有限公司，江西 南昌 330096；2.国网上海市电力公司浦东供电公司，上海 200120）

0 引言

输电线路脱冰跳跃是指冰区输电线路的覆冰在温度等自然条件下脱落引起导线的上、下振动，工程中称为“冰跳”。冰跳过程中各相导线之间及导地线之间的间隙可能小于相应的绝缘间隙，从而导致闪络、烧伤甚至烧断导线等电气事故[1-3]。

在现有的输电线路脱冰跳跃研究中，主要研究方法包括覆冰导线的实际观测、导线脱冰试验研究[4-6]、脱冰跳跃数值仿真研究[7-9]。其中由于实际观测受到气象条件的限制，持续时间长且成本较高，各单位公开的资料较少。而脱冰跳跃仿真研究相较于脱冰试验研究更容易实现，且成本较低。文中基于ANSYS对不同覆冰工况导线脱冰跳跃做有限元计算，并分析了导线脱冰跳跃的动态特性。

1 基本原理

1.1 架空线的基本特性

架空线属于典型的索结构，不能承受压力和弯矩，主要依靠索的抗拉性能来承受外部荷载[10]。针对架空线的基本特性做出如下假设：

1）忽略间隔棒的作用，将分裂导线等效为单根导线，并且不考虑导线的扭转刚度；

2）输电线采用索单元模型，考虑其几何非线性，满足虎克定律；

3）输电线路的舞动只在垂直方向发生，不考虑水平和扭转方向的舞动。

1.2 导线的初始构型

在现有的研究中，因架空输电线的长度远大于其截面尺寸，通常认为导线的几何形状受材料的刚性影响很小，可将其线视为一根柔软的链条，处处受铰接，只能承受轴向力而不能承受弯矩[10]。……