覆冰導線舞動分析的增量諧波平衡法應用研究.pdf

1、高壓輸電線路覆冰導線舞動是由于穩(wěn)態(tài)橫向風的作用而引起的一種自激振動,具有大振幅,低頻率的特征,嚴重影響高壓輸電線路的安全運行。由于舞動的大振幅,容易造成嚴重的電力事故,包括導線斷裂,輸電塔架坍塌,金具及其他零部件損壞等,從而導致重大的經濟損失。研究分析高壓輸電線路覆冰導線舞動,特別是舞動的動態(tài)力學性能,對于提高高壓輸電線路在力學方面的安全性和可靠性有重要的意義,因此導線舞動的研究是一個既十分緊迫,又極其復雜,既具有重要的社會經濟意義,又

2、不能迅速徹底解決的世界性攻關課題。
　　本文采用柔索模型,運用Hamilton原理建立導線的四自由度大撓度非線性結構動力學模型,并得到了導線靜態(tài)構形的計算公式。對于分裂導線,同時考慮間隔棒對導線的約束關系,采取位移增量的形式,推導建立了覆冰導線有限元模型,并應用推導的算法結構對實際工程中的三檔分裂導線進行靜力計算和線性模態(tài)計算。覆冰輸電線的舞動具有強非線性的特征,對單導線和分裂導線結構在不同冰型和風速下建立導線的舞動分析方程,推導

3、得出的舞動方程具有強非線性平方及立方剛度項、平方以及立方粘滯阻尼項,應用不依賴于初值的增量諧波平衡法(IHB)對舞動方程進行了求解,把振動過程分解成為瞬態(tài)的持續(xù)增量振動過程,通過計算分析得到舞動頻率、幅度、舞動軌跡(構形),形成了一套有效的舞動計算分析方法。
　　運用本文的舞動計算分析方法,可以較為準確計算出舞動頻率、幅度、舞動軌跡(構形),能夠充分認識到輸電線路的動態(tài)力學性能,對于評估輸電線路的安全性和可靠性有一定的指導意義,保