输电塔-线体系断线冲击分析
2021-05-21张思祥马芳陈鹏刘凯铭田利
土木与环境工程学报 2021年3期
关键词:有限元
张思祥,马芳,陈鹏,刘凯铭,田利
(1. 山东电力工程咨询院有限公司,济南 250013;2.山东大学 土建与水利学院,济南 250061)
架空输电线路是能源传输系统的重要组成部分。但是,由于线路设备长期裸露在自然环境中,容易受到各种气象条件的侵袭、化学气体的腐蚀以及外力的破坏,出现故障的几率较高。在众多输电线路故障中,导(地)线断裂便是危害最为严重的事故之一。2004年在湖南省、2008年在江西省、2011年在贵州省和2019年在湖北省都因发生冰雪灾害而造成输电线路多处发生断线。除了冰雪天气使输电线路覆冰从而导致断线事故外,雷击和外力破坏也是引起断线事故发生的重要原因。此外,大风、振动以及压接管抽签等也有可能导致架空输电线路断线。导(地)线的断裂会在断裂瞬间对输电塔造成一定的冲击作用,在严重的情况下,还有可能导致沿线输电塔的连续倒塌,从而对工农业生产和人民生活产生十分严重的影响。因此,研究断线对铁塔的冲击作用,对保证输电线路安全和保障居民生活用电具有重大意义。
断线事故对输电塔造成的影响主要为纵向不平衡张力。为了探究断线不平衡张力的大小,Cambell等[1]通过推导输电塔-线体系断线时的静力方程得出了断线后的平衡位置和导线的残余应力;Mozer[2]以简化物理模型为基础,建立了断线荷载下峰值应力的半解析公式。除了理论分析外,一些学者针对断线工况设计了相关实验来进一步探究断线事故对输电塔的影响。……
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