输电线路塔-线体系风致响应仿真及监测方法研究
输电塔塔线体系风振响应分析
随着社会经济 的发展 ， 电力的需求大大增加 ， 对 电
力工业 也 得 到 了迅 速发 展 ， 年 来 ， 造 了 大量 的输 电 近 建 塔 。输 电塔结 构 具 有 轻 质 、 柔 、 阻 尼 的 特 性 ， 高 小 自振 频 率低 ， 此 对 风 荷 载 的作 用 比较 敏 感 ， 强 风 作 用 因 在
（ ） 导线 ：Ｇ １ Ｌ Ｊ一６ ０ ５， ３ ／ 自重 ２ ０ ｇ ｍ， 径 ．６ｋ／ 外
图 １ 输 电塔线体 系 Ａ Ｓ Ｓ模型 ＮＹ
Ｆ ｇ １ ＡＮ ＹＳ ｍｏ ｅ ｏ ａ ｓ ｓ ｉｎ ｔｗ ｒｌ ｅ ｓ ｓｅ ｉ． Ｓ ｄ ｌ ｆ ｒ ｎ ｍｉｓ ｏ ｅ —ｉ ｙ ｔ ｍ ｔ ｏ ｎ
振
第３ ０卷第 ７期
动
与
冲
击
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡ￣ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｓ
输 电 塔 塔 线 体 系 风 振 响 应 分 析
谢华平 ，何敏娟
（ ．湘潭大学 土木工程 与力 学学 院 ， １ 湘潭 ４ １０ ； ．同济大学 建筑工程系 ， １ １５ ２ 上海 ２０ ９ ） ０ ０ ２
月“ 娜 ”台 风 在 浙 江 登 陆 ， 坏 的 输 电 线 路 达 到 云 损 ３３２ｋ ２０ ４ ｍ；０５年 ４月 ， 于 江 苏 盯 胎 的 同 塔 双 回路 位
Ｄ ｖｎｏ 、 ｏ ｅ 等学者 Ｉ 对频域分 析方法进行 了 ａｅｐｒ Ｈ ｌ ｓ ｔ ｍ ９ 研究 ， 郭勇、 孙炳楠等 。 。 用频域方法分析了大跨越输电
ｗｉｈ ｕ ｈ ｓ ｏ ｄｓｗｅ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ｔ ｏ ｔｔ ｏ ｅ ｌ ａ ｒ ｒｎ ；ｔａ ｓ ｓｉ ｎ ｔｗｅ － ｎ ｙ ｔｍ ；ｄ ｎ ｍｉ ｃ ａａ ｔｒ ｔ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ ｄ ｅ ｇｎ ｅ ｇ ｒ ｎ ｍｉｓ ｏ ｒｌ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｏ ｉ ｙ ａ ｃ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ；ｗｉ ｄ ｉ ｄ ｃ ｄ ｒ ｓ ｏ ｓ ｓｅ ｎ — ｕ ｅ ｅ ｐ ｎ ｅ ｎ
大跨越输电塔线体系风振响应频域分析及风振控制
∞ 如∞如∞如∞如∞如０ －２４００－１８００．１２００－６００ ０ ６００ １２００ １８００ ２４００
水平档距／ｍ 圈３塔顶位移影响线 Ｆｉｇ．３ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ Ｉｉｎｅ ｏｆ ｔｏｗｅｒ
７００
６００
５００
董４００
摧３００
２００
ｌｏｏ
０ －２４００．１８００．１２００一６００
图２悬吊摆系统 Ｆｉｇ．２ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｓｓ ｐｅｎｄｕｌｕｍ ｓｙｓｔｅｍ
悬吊摆系统的运动方程为：
Ｍｐ二ｃ（ｔ）十Ｃｐ主（￡）＋Ｋｐｚ（￡）＝Ｐ（ｔ）
（４）
式中：Ｃ口是悬吊摆系统的阻尼阵，应包含塔线体系的
结构阻尼和气动阻尼，体系的气动阻尼可以根据单位
周期内悬吊摆系统能量的耗散率进行计算［７］。Ｍｐ、Ｋ
第２７卷第３期 ２００９年０６月
空气动力学学报 ＡＣＴＡ ＡＥＲＯＤＹＮＡＭＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
文章编号：０２５８—１８２５（２００９｝０３—０２８８—０８
Ｖ０１．２７．Ｎｏ．３ Ｊｕｒｌ．，２００９
大跨越输电塔线体系风振响应频域分析及风振控制
郭 勇１，孙炳楠２”，叶 尹１，楼文娟２，沈国辉２
（１．浙江省电力设计院，浙江杭州 ３１００１４；２．浙江大学．浙江杭州３１００２７， ３．浙江大学宁波理工学院，浙江宁波 ３１５１００）
定义顺导线向为ｚ向，垂直导线向为ｙ向，大跨 越工程整体为三跨四基塔结构。建立塔线体系的力 学模型时，两端耐张塔可视为固定端，跨越塔、悬挂绝 缘子和输电线分别采用动力等效的梁单元、空间杆单 元与悬链线索单元Ｄ３进行模拟。全部塔线体系的空 间有限元模型共有１８２个单元、１８１个节点，其中每
架空输电导线风致振动的监测分析方法研究
架空输电导线风致振动的监测分析方法研究摘要：随着我国电力事业的快速发展，架空输电线路已成为电力输送的主力军。
但是，架空输电导线正面临着自然气候和环境等因素的影响，导致风致振动成为制约输电可靠性、安全稳定运行的一个重要因素。
通过科学的监测技术和合理的管理措施，有效降低了输电线路风致振动的危害和对电力系统的影响，保障了输电线路的可靠运行和设备的安全性。
同时，还可以对不同的输电线路类型、不同的地形环境、不同的气候条件等进行深入的研究，以检验所提出的方法在不同工况下的适用性和参数设置的科学合理性。
关键词：输电导线；风致振动；监测分析架空输电线路是电力系统的重要组成部分，其稳定运行对于电网的正常运行和供电质量的保证具有重要意义。
然而，在运行过程中，由于悬挂导线的自身重量、风力作用等因素的影响，导线会发生振动现象，不仅存在一定安全隐患，而且会引起金具及杆塔构件松动，甚至出现导线断股、断线,对电网安全运行造成严重影响。
因此，针对架空输电导线的振动问题进行监测分析，对于确保电力系统的稳定运行和社会的和谐发展具有重要的意义。
本文旨在介绍当前常用的架空输电导线风致振动的监测分析方法，以期为相关领域的从业者和科研人员提供参考和帮助。
一、架空输电导线风致振动概念架空输电导线风致振动是指在输电线路运行过程中，受到气流和风的影响，导致导线发生周期性或随机性的振动现象。
在广东某220kV甲线2016年投运。
2022年例行飞行巡检发现N12塔两个悬垂金具线夹之间，三相导线的上子导线由于微风振动导致出现5-6根铝合金绞线断股，占铝合金11.1%-13.3%，现场图片见下图。
这种振动现象会对电力系统和周围环境产生一定的影响，严重情况下，会导致导线断裂、掉落等事故，危及安全性。
输电导线的振动主要包括横向振动、纵向振动和扭转振动三种类型。
其中，横向振动指导线在正常垂直方向上的振动，纵向振动指导线在沿着导线方向上的振动，扭转振动指导线在垂直和水平两个方向上同时发生的振动。
输电塔塔线体系风振响应分析
输电塔塔线体系风振响应分析摘要：输电塔线体系是国家重要的电力工程设施，也是保障人们生产生活有序进行的重要设备，输电塔线体系的稳定性和安全性直接关系到电网运行的可靠性，而风荷载是影响它们安全性的主要因素之一。
本文首先，简要介绍了我国超高压、特高压输电线路的发展前景。
接着，从输电塔线体系的分析模型、风振分析、风振控制三大块，对输电塔线体系抗风设计理论的发展进行了综述。
关键词：输电塔线体系；动力特性；风致动力响应；风致振动控制前言随着社会经济的发展以及人民物质生活水平的提高，人们在生产生活中对电力的需求大大增加，电力行业得到了迅速发展，作为电力能源输送的重要设备的输电塔如雨后春笋般建立起来，数量多而且重要性越来越高高。
输电塔线体系日趋呈现杆塔架构高、导线截面大、间隔长、负荷大、柔性强等特点。
由于铁塔柔性强、导地线和绝缘子串的几何非线性以及塔线之间、塔与基础之间的耦合作用，再加上而输电塔线体系对风与地震、恶劣天气变化和温度湿度等环境因素较为敏感，容易发生动力疲劳和失稳等现象[1]。
尤其是在强风作用下，容易发生塔架倒塌、损毁等事故。
因此，对输电塔风荷载进行研究具有重要的现实意义。
输电塔线体系是一种复杂的空间耦联体系，对其风振动力响应的分析具有一定的难度。
目前，在输电塔结构的设计中塔架和输电线是分开设计的，导线的荷载当作外力加在输电塔上，并不考虑塔线之间的耦合作用。
所以导线在脉动风作用下振动时，会产生变化的动张力。
同一输电塔两侧的动张力是不平衡的，该张力差使输电塔发生位移；而输电塔本身在风荷载的作用会移动，得导线内的张力进一步变化[2]。
如此一来，导线与输电塔形成复杂的动力耦合体系是相互影响，共同作用的。
1输电塔线体系的动力分析的模型输电塔线体系是由柔性强铁塔、导地线和绝缘子串的几何非线性以及塔线之间、塔与基础之间的一种复杂空间耦合体系。
其承受的动力作用主要是风荷载与地震作用。
输电塔线体系对风力作用极其敏感，易产生大的风致动力响应，导致动力疲劳和失稳破坏等现象。
输电塔的风振控制研究
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华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
1 绪
1.1 研究的目的及源问题日益成为经济与稳定持续发展的瓶 颈。为了适应国民经济持续发展的需要，国家电网公司规划建设交流 1000kV 特高压 电网，突破局部区域电力自我平衡的束缚，在更大范围内优化配置电力资源，以促 进大煤电基地、大水电基地、大核电基地的集约化开发，实现我国有限能源资源的 高效利用和开发。特高压交流电网被喻为电力输送的高速公路，1000kV 级特高压输 电线路是迄今为止世界上最高电压的交流输电线路，目前世界上仅俄罗斯和日本拥 有 1000kV 特高压交流电网，但均为短距离输电，在我国还是空白。我国规划拟建的 特高压交流电网，属长距离大容量输电，具有输电效率高、损耗低的优点。 特超高压工程是我国“十一五”期间最重大的工程之一，举世注目。它的建设 对我国经济的持续发展将产生重大作用，不容任何闪失。其中输电塔结构作为特高 压输电线路的支撑体，一旦破坏会导致整个供电系统的瘫痪，不仅严重影响人们生 产建设、生活秩序，关系到国际名声，而且还会产生火灾等次生灾害，给社会和人 民的生命财产造成严重的后果。输电塔是一种高耸高柔性结构，对动荷载，尤其是 风荷载比较敏感，易产生较大的静位移和动力响应。在我国，输电塔系统的破坏情 况比较严重，输电塔被风吹倒之事，几乎每年都有发生。因此对输电塔进行风振控 制研究成为电力工程与土木工程界的一个重要研究课题，它既有其重要的理论意义， 又有其重要的经济价值。 本课题以晋东南-南阳-荆门 1000kV 输电线路工程为研究背景， 结合工程的特点， 通过三维有限元仿真和风速场的数值模拟，研究了输电塔的动力特性、风致相应、 提出了相关的减振措施，可作为我国特高压输电塔的建设和安全运营的技术参考。
特高压输电塔线体系风振响应及风振疲劳性能研究的开题报告
特高压输电塔线体系风振响应及风振疲劳性能研究的开题报告一、研究背景和意义特高压输电塔线体系是电力系统重要的输电通道，其安全可靠性对能源的供给和经济社会的发展具有至关重要的作用。
在输电线路建设中，传统的输电线路存在限制跨越河流、穿越城市等问题，而特高压输电线路以其覆盖范围广、线损小等优势逐步得到广泛应用。
特高压输电塔线体系的安全性、可靠性和经济性是保障输电线路正常运行的重要因素之一。
然而，特高压输电塔线体系的风振响应及风振疲劳性能却是制约其安全可靠性的重要因素。
风是导致输电线路掉线的主要原因之一。
在强风的作用下，特高压输电塔线体系会产生振动，设置在塔身上的导线也会因为受到风力的作用而发生“割线”现象，从而影响输电线路的正常运行。
因此，研究特高压输电塔线体系的风振响应及风振疲劳性能，对于提高其安全可靠性具有重要意义。
二、研究内容和目标本课题主要研究特高压输电塔线体系的风振响应及风振疲劳性能。
具体研究内容包括：1. 建立特高压输电塔的数学模型，考虑其结构和材料等因素，分析其振动特性和抗风能力。
2. 研究特高压输电塔线体系受风时的动力响应特性，包括振动加速度、位移等参数。
3. 建立特高压输电塔线体系风振疲劳计算模型，分析其疲劳损伤程度和可靠寿命。
4. 对比分析不同特高压输电塔的风振响应和风振疲劳性能，寻求设计和改进建议，加强输电塔线体系的抗风能力。
本课题旨在研究特高压输电塔线体系的风振响应及其疲劳性能，为输电塔的设计和改进提供科学依据，提高特高压输电塔线体系的安全可靠性。
三、研究方法和技术路线本课题主要采用数值模拟方法和实验测量方法，具体步骤如下：1. 建立特高压输电塔的数学模型，进行有限元分析，考虑其结构和材料等因素，确定其振动特性和抗风能力指标。
2. 构建特高压输电塔线体系的实验平台，进行风洞试验，测量塔体和导线等部位受风时的动力响应参数。
3. 基于测量数据，建立特高压输电塔线体系风振疲劳计算模型，分析其疲劳损伤程度和可靠寿命。
输电塔线体系风致覆冰脱落动力响应的
通过改变输电线的结构、材料等，提高输电线的 抗冰能力，减少覆冰的形成和附着。
3
优化控制策略
根据不同的气候条件和输电线路特点，选择合适 的控制方法，并优化控制策略，以达到更好的控 制效果。
防护措施制定及实施
制定防护措施
针对不同的覆冰情况，制定相应的防护措施，如增加巡检次数、加强线路监测、 做好应急预案等。
存在的问题
目前的研究主要集中在覆冰形成机制和脱落现象的 描述上，而对输电塔线体系风致覆冰脱落动力响应 的研究尚不够深入，缺乏系统性的分析和研究。此 外，覆冰脱落过程中的复杂力学行为和影响因素仍 需进一步探讨。
研究内容和方法
研究内容
本研究旨在通过对输电塔线体系风致覆冰脱落动力响 应的研究，揭示其发生机制和影响因素，主要研究内 容包括：建立输电塔线体系的精细化模型；模拟和分 析不同风速、覆冰厚度等条件下的覆冰脱落现象；探 讨覆冰脱落过程中的力学行为和影响因素；提出相应 的防治措施和建议。
MATLAB
一款科学计算软件，可用 于输电塔线体系的简单模 型仿真和数据处理。
模拟参数设置及验证
01
风速
根据实测数据和规范 要求设定，需要考虑 风速随高度的变化。
02
覆冰厚度
根据实测数据和规范 要求设定，需要考虑 不同部位覆冰厚度的 差异。
03
塔线体系结构
根据实际工程进行建 模，需要考虑各部件 的物理特性和连接方 式。
04
验证方法
通过与实测数据进行 对比，验证数值模拟 方法的准确性和可靠 性。
04
输电塔线体系风致覆冰脱落动 力响应分析
Chapter
风致覆冰脱落过程分析
覆冰形成
在气温较低的环境下，水汽在输 电线路表面凝结，形成冰层。
《输电导线微风振动防振建模与仿真》范文
《输电导线微风振动防振建模与仿真》篇一一、引言随着电力工业的快速发展，输电导线在微风作用下的振动问题日益突出。
微风振动虽为自然现象，但其对输电导线的危害不容忽视。
为提高电网的稳定性和可靠性，输电导线微风振动防振成为了一项重要课题。
本文针对输电导线微风振动问题，研究其防振建模与仿真，为实际应用提供理论依据和参考。
二、微风振动产生原因及危害输电导线在风的作用下产生的振动现象主要由两方面原因造成：一是风速的不稳定性；二是导线的自身特性。
微风振动会导致导线产生疲劳损伤，长期累积后可能导致断线事故，对电网的安全稳定运行造成严重影响。
三、防振建模针对输电导线微风振动问题，本文提出了一种基于有限元法的防振建模方法。
该模型考虑了导线的材料特性、结构特性以及风速等影响因素，通过建立微分方程来描述导线的振动过程。
在建模过程中，我们采用了多尺度分析方法，将导线的振动分为低频和高频两部分，以便更好地描述其振动特性。
四、仿真分析为了验证防振模型的准确性，我们进行了仿真分析。
仿真过程中，我们设置了不同的风速和导线参数，观察导线的振动情况。
通过对比仿真结果与实际观测数据，我们发现该模型能够较好地描述输电导线的微风振动现象。
此外，我们还分析了不同参数对导线振动的影响，为后续的优化设计提供了依据。
五、防振措施与建议根据仿真结果，我们提出以下防振措施与建议：一是采用抗风性能好的导线材料，以提高导线的抗振能力；二是优化导线结构，降低其固有频率，以减少振动幅度；三是安装防振装置，如阻尼器、减震器等，以抑制导线的振动。
此外，我们还建议对输电线路进行定期检测和维护，及时发现并处理潜在的安全隐患。
六、结论本文针对输电导线微风振动问题，研究了其防振建模与仿真。
通过建立基于有限元法的防振模型，并利用仿真分析验证了模型的准确性。
本文提出的防振措施与建议为实际应用提供了理论依据和参考。
未来，我们将继续深入研究输电导线的微风振动问题，以提高电网的稳定性和可靠性。
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输电线路塔-线体系风致响应仿真及监测方法研究
输电线路塔-线体系风致响应仿真及监测方法研究
摘要：
输电线路塔-线体系是电力系统中起关键作用的重要组成部分。
由于长期受到气象条件和外部环境的影响，输电线路塔-线体
系易发生疲劳破坏、振动和倾斜等问题，直接影响电网的正常运行和安全性。
本研究旨在通过建立输电线路塔-线体系风致
响应的数学模型，并提出一种基于监测技术的方法，实现对其风致响应的仿真和实时监测。
通过本研究，可以为输电线路塔-线体系的安全运行和维护提供科学的依据。
关键词：输电线路塔-线体系；风致响应；仿真；监测方
法
1. 引言
输电线路塔-线体系是电力系统中承担输电任务的重要组成部分，其稳定性和安全性直接影响电力系统的可靠运行。
然而，长期受到气象和外部环境的影响，输电线路塔-线体系易出现
结构疲劳、振动和倾斜等问题，严重威胁电力系统的安全运行。
因此，研究输电线路塔-线体系的风致响应特性，提出相应的
仿真和监测方法，具有重要的科学意义和实际应用价值。
2. 输电线路塔-线体系风致响应仿真
2.1 输电线路塔-线体系风场模拟
为了实现输电线路塔-线体系风致响应的仿真研究，首先需要
获取准确的输电线路塔-线体系所在地的风场数据。
可以利用
气象站观测数据，结合插值法和格点法，对输电线路塔-线体
系所在地的风场进行模拟和重构。
2.2 输电线路塔-线体系风致响应数学模型
基于输电线路塔-线体系的力学特性和风场数据，可以建立输电线路塔-线体系风致响应的数学模型。
该模型可以考虑输电线路塔-线体系的结构刚度、风荷载和振动特性，利用有限元方法进行仿真计算，预测输电线路塔-线体系在不同风速下的响应变化。
3. 输电线路塔-线体系风致响应监测方法
3.1 监测装置的选择与布置
为了实现输电线路塔-线体系的风致响应实时监测，需要选择合适的监测装置，并合理布置在输电线路塔-线体系上。
常用的监测装置包括振动传感器、位移传感器、应变传感器等。
3.2 监测数据的采集与处理
通过监测装置采集到的数据，可以进行数据处理和分析，得到输电线路塔-线体系在不同风速下的响应情况。
可以利用频谱分析、小波分析等方法，提取关键的频率成分和振动模态，为输电线路塔-线体系的健康状况评估和故障诊断提供参考。
4. 结论与展望
通过对输电线路塔-线体系风致响应仿真及监测方法的研究，可以实现对输电线路塔-线体系风致响应的准确预测和实时监测。
这对于保障输电线路塔-线体系的正常运行、提高电网安全性具有重要意义。
未来的研究可以进一步完善数学模型和监测方法，提升仿真和监测的精度和可靠性。
综上所述，通过建立输电线路塔-线体系风致响应的数学模型，并利用有限元方法进行仿真计算，可以预测输电线路塔-线体系在不同风速下的响应变化。
同时，选择合适的监测装置并合理布置在输电线路塔-线体系上，可以实时监测其风致响应。
通过采集和处理监测数据，可以评估输电线路塔-线体
系的健康状况和进行故障诊断。
这些研究对于保障输电线路塔-线体系的正常运行和提高电网安全性具有重要意义。
未来的研究可以进一步完善数学模型和监测方法，提升预测和监测的精度和可靠性。