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大跨越架空输电线路分裂导线的微风振动及防振研究

王洪  
【摘要】: 架空输电导线是电力传输的重要载体,是输电线路中最主要的组成部分。因微风振动造成线路疲劳断股的事故时有发生,使得微风振动是威胁架空输电线路安全的一个重要问题。开展输电线路分裂导线微风振动的疲劳特性、振动特性、防振方案设计及防振试验研究,为线路大跨越提供防振效果良好的防振措施,对于保障线路的安全运行具有重要的意义。本文开展分裂导线微风振动防振研究,主要研究工作和结论如下: 1)防振元件计算模型是分裂导线微风振动防振研究的基础,本文通过分裂导线微风振动的分析模型,分别推导出不同电流、不同设计气象条件下,为了防止分裂导线吸附振荡故障,间隔棒允许布置的最大距离的计算方法,以及为防止次档距振荡的最大次档距计算方法。通过导线上微风振动的振动波传递规律,建立了微风振动间隔棒耗能的计算模型,理论分析了分裂导线间隔棒线夹在线路振动时的耗量,并以工程参数实例对间隔棒的耗能进行了定量分析。通过计算不同间隔棒安装方式下分裂导线的微风振动水平,得出了间隔棒不同安装方式下的风能折减系数,为分裂导线线路防振设计提供指导。 2)根据疲劳试验导线振动的运动方程和疲劳试验的边界条件,推导出疲劳试验波腹振幅与线夹线股应力的关系式。并利用Miner累计损伤理论的Wohler安全边界曲线,提出一种导线疲劳试验振动量级的计算方法。该计算方法优于国内目前采用的振动角法。通过多组导线疲劳实验数据,检验了计算公式的准确性,解决了工程应用中多年存在的疑问。讨论了微风现场振动测量数据与导线疲劳寿命之间的关系,给出了如何利用短期振动测量数据,计算不同气象条件下现场实际导线疲劳损伤的方法,并以一个工程实例进行说明。 3)以BP神经网络为基础,综合国内已运行的大跨越防振设计方案和试验数据,设计了BP神经网络的拓扑结构,建立了获取历史防振工程实例防振经验的方法,开发出大跨越防振设计辅助系统。通过工程应用实例试验验证,表明该防振设计辅助系统能充分利用以往工程实际知识,有效指导防振方案的设计,提高防振设计效率。 4)结合特高压大跨越分裂导线防振,研究提出了特高压分裂导线防振数据处理方法,开发编制了基于虚拟仪器的微风振动防振试验与数据处理系统软件,并在多个工程中得到应用。 5)开展了防振措施运行多年后的防振效果试验研究,全面评估了防振措施各组成元件随时间的劣化情况,证明了防振方案的可靠,也为防振设计中安全裕度的选择提供依据。最后本文介绍了大跨越分裂导线防振研究的一个实例。


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