基于ANSYS的单档覆冰输电线路找形与静力分析

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1、第39卷第1期四川电力技术V01．39。No．12016年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．。2016基于ANSYS的单档覆冰输电线路找形与静力分析蔡钢，张晓敏，付毅东(四川通源电力科技有限公司，四川成都610072)摘要：以ANSYS14．5为基础，建立了架空输电线有限元模型，进行了找形运算和覆冰条件下的静力计算，并对静力下的断线条件进行了分析。在使用ANSYS进行找形分析时，针对不同初始模型和不同悬点位置进行了计算并与实际情况进行对比，确定可以以静力分析为基础对输电线

2、路的动力特性进行分析、研究。关键词：覆冰；输电线路；找形；静力计算Abstract：BasedonANSYS14．5，afiniteelementmodelofoverheadtransmissionlinesisestablishedandthenusedforform—findingcomputationandstaticforcecalculationundericing．Moreover，thefailureconditionunderstaticforceisanalyzed．Whenapplyin

3、gANSYStoform—findingcomputation，thecalculationiscarriedoutaimingatdiferentinitialmodelsanddif-ferentsuspensionpoints，anditiscomparedwiththeactualsituation，whichcandeterminethatthestaticforceanalysiscouldbethebasisfortheanalysisandresearchofdynamiccharacteri

4、sticsoftransmissionlines．Keywords：iceaccretion；transmissionline；form—finding；staticforcecalculation中图分类号：TM75文献标志码：A文章编号：1003—6954(2016J01—0058—05风载的作用之下会发生舞动，造成断线甚至倒塔事0引言故的发生。下面将借助ANSYS软件对输电线进行实体建在2l世纪的今天，电能是社会发展与人民正常模，并对不同情况下的输电线进行静力找形。在此生活不可或缺的资源。中国幅员辽阔，

5、能源、资源的基础上分析覆冰载荷、风载荷以及温度变化造成的分布却并不均衡，保证电力的输送就成为了一个关热胀冷缩等因素对于导线当中应力分布的影响。乎国计民生的大问题。但是输电铁塔固有的缺点并未被改变，其结构柔性高而刚度低的特点使之容易1实体模型建立受到外界环境的影响⋯，影响输电线路安全的因素主要有两点：一是风载荷；二是覆冰载荷。在2008钢芯铝绞线的结构十分复杂且不具有对称性。年年初，那场历史罕见的冰雪灾害当中，很多输电设因无法通过对称简化，所以建模过程必须建立整体施发生了严重的覆冰。覆冰厚度远超设计标准，造模型

6、。在建立实体模型之前首先要将要建立的钢芯成了大量的倒塔和断线；国家电网设施的直接财产铝绞线各项几何参数作为入口参数。以JL／G1A一损失就高达104．5亿元J。150／20为例，其几何参数见表1。导线覆冰所带来的事故主要有以下3种j：在柱坐标系中，螺旋线方程中轴向距离随角度1)过负载事故。当导线上的覆冰厚度超过设计抗线性变化。也就是说选取柱坐标中将点(0，0，0)和冰厚度时，由于覆冰之后重力的增加以及风压面积(R，90，0．25L)相连就可以得到，原点径向距离为R的增加导致导线上的张力超过拉断力或者塔杆上的且

7、长度为绞合节距的螺旋线的1／4。通过多次重应力过大从而发生的事故；2)不均匀覆冰引起的事复的操作就可以建立0．25L整倍数长的的螺旋线。故。这是由于相邻档的覆冰不均匀导致相邻档间产通过定义入库参数就可以进行螺旋线的建立了。生张力差，使电气间隙减小导致闪络，破坏输电体首先，为了使得后续操作简单，使用点号控制变系；3)导线舞动]。导线覆冰之后在脱冰时或者在量。初始化点号控制变量num2并定义一个数组·58·第39卷第1期四川电力技术V01．39。No．12016年2月SichuanElectricPowerTec

8、hnologyFeb．，2016y／／2J／／2h·／／、、、＼／(8)(b)图2轴对称初始模型的非等高悬点输电线几何关系图及找形结桌表2非轴对称初始模型的非等高悬点输电线找形结果一15．0793m。最大弧垂解析解为一15．7000m。找形结果可以接受。所以之后的计算将采用这种初始模型。3不同载荷作用下的导线受力在架空输电线覆冰之后施加在其上的载荷会有明显增加。其中覆冰的重力是最直接的因素。l007