特高压v型绝缘子串风偏研究

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1、分类号学号M201273084学校代码10487密级硕士学位论文特高压V型绝缘子串风偏研究学位申请人：王天宇学科专业：结构工程指导教师：李黎教授答辩日期：2015年5月20日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeforMasterofEngineeringResearchonWindageofV-shapeInsulatorsinUHVCandidate:WangTianyuMajor:StrucuralE

2、ngineeringSupervisor:Prof.LILIHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年

3、月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。p（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着我国特高压输电工程的建设，特高压输电

4、线路在我国经济建设中的地位越来越重要，而风偏闪络则是危害输电线路安全运行的主要原因之一。V型绝缘子串具有降低风偏危害和减小走廊宽度的优点，研究V型绝缘子串的风偏特性对于保证线路安全运行，减小建设费用具有重要意义。本文在以往研究的基础上，采用有限元对V型绝缘子串的风偏特性进行了较为全面的研究，主要进行了以下三个方面的工作：(1)根据瓷绝缘子片间球铰连接方式，通过系列简化推导了球铰的等效摩擦系数。考虑球铰摩擦和限位的影响建立了V型瓷绝缘子串有限元模型，球铰以连接单元的Join+Rotation方式模拟

5、。在此基础上研究了V型瓷绝缘子串的风偏受力变形特性，并分析了球铰摩擦、限位对V串整体风偏受力的影响。最后讨论了风偏计算时V型瓷绝缘子串夹角的计算方法。(2)假定复合绝缘子芯棒材料为正交各向异性，同时考虑拉压异性，采用Fortran语言编写了用于Abaqus计算的芯棒材料本构模型UMAT子程序，用于后续有限元分析。建立复合绝缘子芯棒三维实体模型对其特性值屈曲和非线性后屈曲特性进行了研究，并以最大容许压应力确定芯棒受压的最不利状态。以梁单元模型研究了V型复合绝缘子串的风偏特性。在以上研究的基础上，推导

6、了考虑背风侧绝缘子受压时最小V串夹角的计算公式，并与规范规定进行了对比。(3)建立了V型复合绝缘子串-导线耦合模型，并采用谐波叠加法生成输电线路人工脉动风场。分别对耦合模型施加平均风和脉动风荷载，对V串风偏计算时的导线耦合作用、V串两侧导线悬挂高差影响和脉动风动力放大效应进行了详细分析，并给出了相应的风偏荷载修正系数。关键词:特高压V型绝缘子串风偏有限元变形特性脉动风I华中科技大学硕士学位论文AbstractUHVtransmissionlineshavebecomingmoreandmoreim

7、portineconomicdevelop-mentofChina,withtheconstructionofUHVtransmissionporjectsinrecentyears.Mean-while,flashwindingaccidentofinsulatorsendangersthesafeoperationofelectricsystem.V-Shapeinsulatorshaveadvantagesofresistingflashwindingaccicentandreducingt

8、hewidthofcorridor.Inordertomeetthesecurityoftransmissionlinesanddecreaseconstruc-tioncosts,deformationcharacteristicsofV-ShapeinsulatorsunderwindloadsareanalysedbasedonfiniteelementmethodusingAbaqusSoftware.Themainworksareasfollows:(1)Equivale