输电线路风荷载模拟 季克朗
输电线路风荷载的全方位计算
输电线路风荷载的全方位计算摘要：在高压架空送电线路设计中，最不利风向时的风荷载常决定着杆塔内力大小或基础作用力的大小。
本文将通过几个工程实例详细说明在高压架空送电线路设计中，如何确定几种特殊情况下最不利风向时的风荷载计算，以确保高压架空送电线路的安全运行。
关键词：全方位;基础作用力;运行情况;不平衡张力;风荷载Abstract: In the project design of overhead transmission lines, the most unfavorable wind direction, wind load often determines the internal force of tower or base force size. This article will through several engineering examples in detail in the overhead transmission line design, how to determine some special situations the most unfavorable wind direction wind load calculation, to ensure the high voltage overhead power transmission line safe operation.Key words: all-around; base forces; operation; unbalanced tension; wind load1 引言在高压架空送电线路设计中，杆塔荷载的计算应执行《110～750kV架空输电线路设计规范》（以下简称《规程》）中第10条“杆塔荷载及材料”。
其中正常运行情况下，应计算的荷载组合是：1 基本风速、无冰、未断线；2 设计覆冰、相应风速及气温、未断线3 最低气温、无冰、无风、未断线（适用于终端和转角杆塔）本文主要针对上述第一种情况，在正常运行大风情况下计算铁塔内力或基础作用力时可能出现的漏洞。
关于国内外标准对输电线路风压及线条风荷载计算的对比分析
关于国内外标准对输电线路风压及线条风荷载计算的对比分析国内外各个标准中，对于输电线路的基本风压和线条风荷载的计算流程基本类似，但计算方法各不相同。
计算基本风压和线条风荷载时，包括基本风速的定义、高度、时距、地形类别，以及所考虑的风压高度变化系数、阵风响应系数、档距折减系数等系数均有所不同。
因此本文对国内外输电线路设计中的常见标准进行了对比分析，包括：● GB 50545-2010 110kV~750kV架空输电线路设计规范● IEC 60826-2017 Overhead transmission lines – Design criteria● EN 50341-2012 Overhead electrical lines exceeding AC 1kV● ASCE 74 Guidelines for Electrical Transmission Line Structural Loading一、设计基本风速1. 设计基本风速的定义GB 50545、IEC 60826、EN 50341、ASCE 74中对设计基本风速的定义略有不同，详见表1中的对比。
表1 设计基本风速的定义上述定义中，ASCE 74对设计基本风速的时距定义与其他标准区别较大，采用3s瞬时风速。
ASCE 74 同时给出了3S瞬时风速与10min平均风速的比值为1.43。
2. 地形类别四种规范对比来看，GB 50545与IEC 60826基本相同，共分为四类地形，并与EN 50341分为五类地形相类似。
仅ASCE 74与其他差异较大，分为三类地形，分类定义次序也与之相反。
基本上，GB 50545 B类、IEC 60826 B类、EN 50341 Ⅱ类及ASCE C类可相互等同，定义为田野、乡村、丛林、丘陵等较少障碍物的旷野和房屋较少的郊区。
二、基本风压的计算基于设计基本风速的定义，各个标准中基本风压的计算公式基本类似，详见表2。
架空输电塔线体系有限元建模及风载分析
架空输电塔线体系有限元建模及风载分析摘要：随着电网建设规模的不断扩大，超高压、特高压的输电线路不断增多，其大多途经地质环境复杂、气象条件多变的中、重冰区，覆冰期发生的倒杆、倒塔、断线等事故造成了重大经济损失。
因此，研究并设计以在线监测为基础的输电塔线体系安全状态评估模型并进行短期的安全状态预测，是保证电网安全可靠运行的重要环节。
关键词：架空输电；塔线体系；有限元；模态分析；风载分析引言高压输电线路在运行过程中由于电压等级高，输电线路长，会对周围的环境产生强电磁场，对人体健康和信号通讯造成的影响不可忽视．研究高压输电线路周围电场和磁场分布，对确定输电线路的电压等级有指导意义．同时，输电线路输送电力的能力与电力系统稳定性密切相关，研究学者较多将等面积准则应用于电力系统稳定性的研究中。
1特高压架空输电线路放线的重点以及主要特征特征一：该项技术是特高压架空输电线路中使用频率最广泛的操作方式，可以有效保障线路施工的安全性与稳定性，也可以加快施工整体速度。
特征二：该项技术还可提高施工质量以及速度，降低施工难度。
传统输电线路的架线工作需要人工辅助完成，虽然操作简便，但工作人员在展放导线的过程中会进行拖拽动作，导致导线出现磨损或是损坏问题，降低其使用寿命，同时该种方式施工效率较低。
而张力放线技术主要借助牵引机以及张力机等辅助设备，可以让线路展放时保持张力状态，保证导线的完整性，也加快了导线展放的施工速度。
2铁塔基础本地区电网公司架空输电线路铁塔基础偏心测量难度大，耗时长，亟待调整和优化，其具体表现在:1)预投入高。
施工单位要投入大量的人力进行预试，由于基础中心点偏心定位与基础螺栓中心点偏移验收操作时间长，效率低下，增加了人工成本;2)精确性差。
精确定位基础中心点的偏移单位都是以毫米为单位进行计算，而目前中心点定位均是由手工进行操作，在看尺、划线、计算时容易出现偏差，影响基础中心点的精确度;3)风险较高。
对于基础露高大的情况，测量人员需要站在基础顶面才能进行测量，而测量中心点的时间长，容易造成验收人员高处坠落的人身安全风险;4)效率低下。
输电线路杆塔结构风荷载分析
输电线路杆塔结构风荷载分析【摘要】目前我国高压电网的建设不断发展、紧凑型线路、大型导线等输电新技术的应用、输电线路杆塔结构形成大荷载、大规模的趋势越来越明显。
输电线路杆塔结构是重要组成部分、是安全线路稳定运行的基础。
风荷载是输电线路杆塔结构主要荷载之一，尽管它作用幅度比一般地震荷载小，但它的作用频繁与地震荷载相比要高得多。
这些输电线路杆塔都是有出现在一定的高度半空，风荷载计算分析变得越来越重要。
输电线路杆塔结构的安全性和可靠性直接关系到输电线路运行的安全。
基于此，本文结合风荷载对输电线路杆塔结构的影响，探讨了目前杆塔结构中风荷载的几种计算方式，并就如何在风荷载作用下优化杆塔结构提出了一些建议。
希望对有关的工作人员有所启示。
【关键词】输电线路；杆塔结构；风荷载风荷载是输电线路荷载设计其中一个最重要的负荷，是对塔结构和项目成本往往有着决定性的影响。
假设在各个国家的风荷载假定都是不统一的，差异也不小。
但是了解和研究国外输电线路设计的风荷载，取其精华去其糟粕，尽量学习和借鉴国外的先进技术和经验也是自身发展的一个途径。
1风荷载对输电线路杆塔结构的影响1.1风的速度会产生结构位移风荷载是当空气流动时对工程结构所产生的一种压力。
由于风的作用是不稳定且没有规律的，风荷载在风压、地形、高度、建筑物的体型等因素的影响下同样是处于变动之中的。
例如，如果是外形相对规则且不是很高的建筑物，完全可以按照规范的方法对风荷载值进行计算，动力效应则可以通过适量增大风荷载值的方法来确定，此时用来计算结构本身内力和位移的风荷载值是作为静力荷载存在的。
但是对于高层建筑物，风的效应是不断加大的，此时就必须充分考虑到由于位移增加过快而引起的动力效应的影响。
这种情况下可以使用经验公式对顶点的速度效果进行估算。
输电线路杆塔结构需要支撑的导线及其他结构所处较高位置，再加上线路和设备本身的重量、拉力，风荷载就需要通过试验加以确定，并以此对规范方法的不足进行弥补。
输电线路设计规范中风荷载计算方法的比较
输电线路设计规范中风荷载计算方法的比较摘要：在输电线路设计当中，风荷载可以说是不可忽视的一项工作，需要做好其精确的计算。
在本文中，将就输电线路设计规范中风荷载计算方法进行一定的比较与研究。
关键词：输电线路；设计规范；风荷载；计算方法；1 引言在高压输电线路运行当中，其对于风具有较强的敏感性，要想保证其结构能够稳定的运行在风荷载通之下，做好输电线路的风荷载设计十分关键。
在本研究当中，即根据我国最新规定同国外相关参数进行比较，对风荷载变化趋势以及数值情况进行研究，以此为相关工作的开展提供参考。
2 公式比较在本研究中，主要对GB 50545、IEC60826、ASCE74、JEC127进行研究，其具体计算公式如表1。
根据表中数据可以了解到，在实际对杆塔风荷载进行计算时，这几种方式都对风的脉动作用、高度以及结构体型这几方面因素进行了考虑，只是在参数表达方面存在不同。
表13 基本风压与荷载3.1 基本风压在各国规范当中，都是通过基本风速对基本风压进行计算。
在基本风速方面，GB 50545、IEC60826YIJI JEC127都按照10min 时距、重现期50年以及平坦开阔地貌同地面距离为10m的方式确定，而在ASCE74当中，则根据平坦开阔地貌下同点距离10m，3s时距进行确定。
由此即可以了解到，在基本风速计算中，ACSE规范同其余规范具有较大的差异，即是对时距3s的风速进行统计，3s风速同10in平均风速间差异的存在，则使其在计算当中所蝴蝶的值能够大于其余几种规范。
3.2 荷载系数荷载系数的一项重要作用即是对线路的安全等级进行调整。
除了我国的规范，其余几个规范都是通过对线路设计风速重现期的调整对荷载系数进行获得。
在我国规定中，没有对荷载系数的概念进行直接的使用，而具有计算设置值以及结构重要性系数的荷载分项系数。
而在GB当中，其在线路最小风速方面的规定，即是对于500kV以上高压线路，在10m位置风速需要在26.85m/s，而对于110-330kV线路，在10m位置风速则需要在23.4m/s以上。
输电线路塔身风荷载计算方法
输电线路塔身风荷载计算方法嘿，咱今儿个就来说说输电线路塔身风荷载计算方法这事儿！你可别小瞧了这风荷载，它就像个调皮的小精灵，要是不把它弄明白，那输电线路可就有麻烦啦！想象一下，那输电线路的塔身就像是个勇敢的卫士，屹立在天地之间。
而风呢，就像是一群捣蛋鬼，时不时地就来捣乱。
这时候，我们就得想办法算出风荷载到底有多大的威力，才能让塔身这个卫士做好准备呀！风荷载的计算啊，其实就像是解一道谜题。
我们得考虑好多因素呢，比如风速啦，风向啦，还有塔身的形状和尺寸等等。
这就好比是给一个人搭配衣服，得考虑身材、风格、颜色啥的，一个都不能马虎。
咱先来说说风速。
这风速可太重要啦，就像一个人的跑步速度一样。
风跑得越快，对塔身的冲击力就越大。
那怎么知道风速有多大呢？这就得靠专门的仪器去测量啦。
然后是风向。
这风向就像是一个调皮的孩子，一会儿往东跑，一会儿往西跑。
我们得搞清楚它到底往哪个方向吹，才能更好地算出风荷载对塔身的影响呀。
再来说说塔身的形状和尺寸。
这就好比是不同形状的碗，装的水肯定不一样多呀。
塔身要是又高又细，那受到的风荷载可能就会大一些；要是矮矮胖胖的，可能就会小一些。
那具体怎么计算呢？这可就得用到一些公式和方法啦。
这就像是做菜的菜谱一样，按照步骤一步一步来。
不过可别觉得这很简单哦，这里面的学问可大着呢！比如说，我们得考虑空气的阻力，就像人在水里游泳会受到水的阻力一样。
还得考虑塔身的结构，是不是坚固呀，能不能承受住风的冲击呀。
算出来风荷载之后呢，我们就可以根据这个结果来设计和建造输电线路塔身啦。
就像是给房子打地基一样，得打得稳稳的，才能让房子不倒塌呀。
你说这风荷载计算方法重要不重要？那当然重要啦！要是算错了，那输电线路出了问题可咋办？那可就会影响好多人的生活呀！所以呀，咱可得认真对待，不能马虎。
总之呢，输电线路塔身风荷载计算方法就像是一把钥匙，能打开安全输电的大门。
咱可得好好研究，让这把钥匙发挥出最大的作用，为我们的生活提供稳定可靠的电力呀！你说是不是这个理儿？。
输电线路的风荷载及结构安全分析
输电线路的风荷载及结构安全分析输电线路是电力系统中至关重要的组成部分，它承担着将发电厂产生的电能输送到各个用电单位的重要任务。
然而，在输电线路的运行过程中，除了电缆自身的电气性能以外，还存在着一些其他的因素可能会对其运行产生不利影响，其中风荷载是较为常见且重要的一项。
本文将就输电线路的风荷载及结构安全进行分析，并探讨可能的应对措施。
1. 风荷载对输电线路的影响输电线路往往需要长跨越大面积地理范围，因此会受到气候因素的直接影响。
风荷载作为这些气候因素中的重要一项，对输电线路的安全性产生了重要影响。
首先，风荷载会对输电线路的塔架结构及导线产生直接的力学影响。
当强风吹袭时，输电线路所承受的风压力将会增加，导致传输塔架出现倾斜或者变形的情况。
同时，强劲的风还会导致输电线路导线产生振动，进而引发由于摆动造成的磨损、腐蚀等问题。
其次，风荷载还会对输电线路的绝缘子产生影响。
输电线路绝缘子作为输送电能的主要通道，其工作状态的可靠性对于输电系统的正常运行至关重要。
然而，在风大的条件下，由于绝缘子受到风压力的影响，产生外倾或者撞击，导致其绝缘性能下降，进而降低整个输电系统的工作效率。
2. 输电线路结构安全分析针对输电线路在受到风荷载作用下可能出现的问题，需要进行结构安全分析，以确保输电线路的稳定和正常运行。
首先，需要对输电线路的塔架结构进行合理设计和计算。
采用合适的材料和结构设计，以应对可能的风压力和其他外力的作用，确保塔架的稳定性和可靠性。
其次，应对输电线路导线的振动问题进行研究。
导线的振动会影响输电线路的稳定性，并可能加速导线疲劳和腐蚀的发生。
因此，需要采取一系列措施，如增加导线的悬挂点，加装减振器等，以减少振动的发生。
另外，绝缘子的结构和性能也需要进行充分的考虑。
通过合理的选择绝缘子的材料和结构，以及建立可靠的绝缘子状态监测体系，可以有效提高输电线路的工作效率和可靠性。
3. 应对措施为了确保输电线路的结构安全和正常运行，在设计和建设中需要采取一系列应对措施。
输电线路杆塔结构风荷载分析
输电线路杆塔结构风荷载分析摘要：随着我国高压电网建设的迅速发展，新的输电技术如同塔双回线路、紧凑线路、大截面导线等，都使输电线路杆塔结构产生大负荷的趋势日益突出。
输电线路杆塔是线路的重要组成部分，是线路安全、可靠的重要组成部分。
风荷是输电线路杆塔所要承担的最大载荷，但其影响范围较大。
因此，在输电线路杆塔的设计中，对其进行风载荷的计算和分析就显得尤为重要。
关键词：高压电网；输电技术；杆塔结构；风荷载引言：架空传输线杆塔是一种柱状或塔状结构，它支撑着架空传输线的导线和地线，并使两者与地面保持一定的间距，其安全可靠度对整个输电系统的安全运行有着重要的影响。
在架空输电线路中，杆塔造价占总投资的30%或更多，它直接影响到线路的经济效益。
随着我国特高压电网的不断发展，同塔多回线路、紧凑线路、大截面导线等新技术的普及，线路杆塔大荷载、大型化的发展趋势日益显现。
随着我国建设“节约型、环境友好型”社会，电网安全稳定，气候变化复杂，对杆塔的安全可靠性、经济性和环保性能的要求越来越高。
文章就国内输电线路杆塔结构的受力取值、结构优化及新材料应用等方面的最新研究成果进行了综述，并结合国内外的实际情况，指出了今后的发展方向。
1.风荷载对输电线路杆塔的影响1.1风的速度会产生结构位移对于某一特定高度以下的高层建筑，可以采用标准的方法进行计算，采用适当增加的风荷载来度量其动态影响，而风荷载仍以静力形式计算其自身的内力和位移。
但在高层建筑中，由于建筑物的高度越高，受风影响越大，由于位移太快所产生的动态影响就越小。
在考虑了动力作用的情况下，必须采用经验公式对顶点速度的影响进行估计。
因为铁塔所支持的导线和上部结构的高度都很高，而且导线的自重和拉力都很大，所以必须进行风洞实验来判断风向和风荷的影响，以弥补规范的缺陷。
1.2风作用下输电线路杆塔的刚度影响在输电线路杆塔结构的设计中，应该考虑到在普通暴风雨影响下，杆塔也能正常工作。
这就是在结构的弹性和小位移条件下，风力可以发生不同的角度，例如-10到+10度。
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输电线路风荷载模拟季克朗
影响输电线路安全运行的重要因素之一就是“风速”，时常有各类因风而导致的输电线路事故，如台风倒塔，舞动断线等等。
本文中，以输电线路风荷载为切入点，结合流体力学公式分析线路铁塔和导线上的风荷载特性，并进行数据模拟。
1.风荷载特性与数据模拟
1.1风荷载特性与数据模拟
风有两种不同的成分：一种周期较长，通常在十分钟以上，远大于一般结构的自振周期，对
结构物的作用近似于静力荷载，称为平均风；另一种周期较短，作用时间一般只有几秒左右，较接近结构的自振周期，容易引起结构的振动，称为脉动风。
将平均风速受地表高度影响的
变化规律称之为平均风速梯度和风剖面。
脉动风是随机载荷，使结构产生动态效应，一般包
括顺风向、横风向和垂直风向的三维风紊流，它使结构产生随机振动。
通过长期的观测结果
可以认为脉动风速谱服从高斯分布。
脉动风速可以用下式表示：
式中：
w——风压（kN/m²）；
vo——风速（m/s）；
ρ——空气质量密度（t/m³）；
r——空气容重（kN/m²）；
g——重力加速度（m/s²）。
基本风压值主要取决于风速的大小，但还与空气密度有关，空气的标准密度为ρ=1.25×10-
3kg/m³，将ρ带入式（11），采用标准大气情况下r=0.012018 kN/m³，以及g=9.8m/s²得到10米高度处的基本风速和基本风压的关系为：
式中：
zo——风速等于零的高度。
由于输电铁塔高度一般都不大，两种方法计算的平均风速差别较小，且指数规律形式的计算相对简单，因此本文采用指数规律来描述平均风速的规律。
1.3脉动风速数值模拟
本模型的模拟理论是采用Iwatani提出的线性回归滤波器法，其中M个点的空间相关脉动风
时程V（x，y，z，t）列向量的AR模型表示如下：
如果R已知，就可以先解得Ψ，再求RN可得L。
而矩阵R中的Rn=Rvv（nΔt）为Ｍ×Ｍ阶方阵，Rvv（nΔt）的任一元素可表示为Rij（nΔt），其含义为空间两点i和j之间时差等于nΔt
的相关函数。
在已知互功率谱的情况下，可以通过维纳-辛钦公式求得相关函数：
2.结论
本文通过对输电线路的风荷载数学模型分析，并利用matlab程序，成功得到了风速时程曲线。
参考文献：
[1]特高压绝缘子串的风偏计算方法[J].李黎，肖林海，罗先国，闵绚.高电压技术. 2013（12）
[2]输电线路风偏故障分析及应对措施[J].武国亮，宋述停，蔡炜，刘晓伟，田丁.水电与新能源. 2013（06）
[3]采用无线信号传输的输电线路导线风偏在线监测系统设计[J].黄新波，陶保震，赵隆，刘家兵，李国倡.高电压技术. 2011（10）。