大跨越高压输电线路覆冰断线的冲击动力学模型
2012-02-15刘春城初佂宇孙显鹤
振动与冲击 2012年3期
刘春城,初佂宇,孙显鹤,张 伟
(1.东北电力大学 建筑工程学院,吉林省 吉林 132012;2.大连理工大学 海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁 大连 116023)
输电线路覆冰是一种严重的自然灾害,覆冰造成断线、倒杆(塔)事故时有发生[1]。1993年美国Nebraska州发生多米诺骨牌效应的连续倒塔事故,400多基输电杆塔发生连续倒塔[2]。2008年1月,我国南方电网大部分地区遭受了50年一遇的冰雪凝冻灾害,造成电网区域4 216条输电线路被破坏,线路破坏的主要形式为断线和倒塔[3]。大跨越输电塔-线体系作为高压电能输送的载体,由于档距、高差较大、铁塔高柔等特点,线路覆冰对其影响更加严重,同时,大跨越输电线路的电压等级较高,载流量较大,线路破坏造成的经济损失巨大。
线路断线的冲击荷载不但会引发线路振荡,同时也给本来承受较大覆冰荷载的输电杆塔带来巨大的冲击力和不平衡断线张力,当输电杆塔主要承重构件达到其极限承载力时,杆塔会发生局部压曲失稳倒塔。目前,我国的架空输电线路设计规范和标准[4,5]中对于覆冰的计算通常是按等效静力荷载方法来考虑的,对于线路的覆冰断线冲击效应并未涉及,可见,现有输电线路覆冰设计标准是偏低的。关于输电线路断线的研究可以追溯到20世纪七八十年代,Peyrot等[6]结合实测研究了输电线路断线动态张力前两个峰值的估算公式。Mozer和Wood William等[7],通过对输电杆塔线体系进行模型试验,测试出了输电杆塔在断线情况下顺导线……
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