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      粘合式裹冰輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性及風(fēng)偏響應(yīng)分析

      2021-08-09 08:53:12張躍龍樓文娟陳卓夫王禮祺卞榮
      關(guān)鍵詞:風(fēng)攻角風(fēng)偏氣動(dòng)力

      張躍龍 樓文娟? 陳卓夫 王禮祺 卞榮

      (1.浙江大學(xué) 結(jié)構(gòu)工程研究所,浙江 杭州 310058;2.國網(wǎng)浙江省電力有限公司 經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,浙江 杭州 310008)

      覆冰導(dǎo)線嚴(yán)重的風(fēng)偏會(huì)引起線路閃絡(luò),進(jìn)而威脅到輸電線路系統(tǒng)的運(yùn)行安全[1- 2]。覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力特性是研究導(dǎo)線抗風(fēng)防舞的基礎(chǔ),而它又與覆冰形狀緊密相關(guān),因此根據(jù)實(shí)際覆冰形狀細(xì)致地進(jìn)行覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)研究,對(duì)于真形覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)分析及線路風(fēng)偏精細(xì)化計(jì)算具有重要的意義。目前,國內(nèi)外已開展了大量覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力特性的風(fēng)洞試驗(yàn)研究。Lu等[3]制作了多種新月形和D形覆冰導(dǎo)線剛性模型,通過風(fēng)洞試驗(yàn)考察了試驗(yàn)風(fēng)速、覆冰厚度、導(dǎo)線類型和子導(dǎo)線間距對(duì)導(dǎo)線氣動(dòng)力的影響。Cai等[4- 5]通過風(fēng)洞測試分析了D形覆冰六分裂導(dǎo)線和新月形覆冰八分裂導(dǎo)線的氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)攻角的變化規(guī)律。Lou等[6]對(duì)D形覆冰八分裂導(dǎo)線進(jìn)行了風(fēng)洞測試,在0°~180°間隔5°風(fēng)攻角范圍內(nèi)測得其整體氣動(dòng)力及各子導(dǎo)線的氣動(dòng)力。閻東等[7- 8]利用風(fēng)洞試驗(yàn)考察了新月形、D形覆冰導(dǎo)線在不同均勻湍流場中的氣動(dòng)力系數(shù),并分析了其氣動(dòng)力特性。

      以上研究均針對(duì)D形或新月形等理想化典型覆冰形狀進(jìn)行了較多的風(fēng)洞試驗(yàn),然而根據(jù)實(shí)際線路覆冰圖像資料,發(fā)現(xiàn)多分裂導(dǎo)線在嚴(yán)重覆冰條件下多股分裂子導(dǎo)線之間出現(xiàn)了過橋覆冰而粘合為整體裹冰的現(xiàn)象。針對(duì)這種粘合式裹冰多分裂導(dǎo)線的氣動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)及其氣動(dòng)力特性的分析研究未見報(bào)道。這種粘合式裹冰使得輸電線路受風(fēng)面積顯著增加,從而在風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生比較顯著的風(fēng)偏效應(yīng),同時(shí)粘合式裹冰是否存在更為不利的舞動(dòng)穩(wěn)定性問題也需要進(jìn)一步考察。

      本文以粘合式裹冰和子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線為研究對(duì)象,開展了高頻天平測力風(fēng)洞試驗(yàn),分析了覆冰類型對(duì)導(dǎo)線氣動(dòng)力特性的影響,利用Nigol和Den Hartog舞動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了兩類覆冰導(dǎo)線的馳振穩(wěn)定性判定,并進(jìn)行了粘合式和獨(dú)立裹冰導(dǎo)線的風(fēng)偏響應(yīng)分析,得出了兩類覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力、風(fēng)偏響應(yīng)和馳振穩(wěn)定性等方面的差異,以期為輸電線路設(shè)計(jì)提供參考。

      1 覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力特性風(fēng)洞試驗(yàn)

      1.1 試驗(yàn)?zāi)P?/h3>

      根據(jù)實(shí)際線路覆冰圖像資料,2008年冰雪災(zāi)害中雙隧2389線二分裂導(dǎo)線和2013年天寧5475線四分裂導(dǎo)線的子導(dǎo)線間存在過橋覆冰而形成粘合式裹冰,如圖1所示。

      圖1 分裂導(dǎo)線粘合式裹冰

      本次試驗(yàn)在大量覆冰災(zāi)害調(diào)研統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上,根據(jù)重覆冰情況下二分裂導(dǎo)線可能會(huì)出現(xiàn)的粘合裹冰現(xiàn)象繪制覆冰后的實(shí)際三維外觀,采用ABS材料按1:1的比例制作覆冰導(dǎo)線剛性模型(見圖2)。子導(dǎo)線型號(hào)取LGJ- 400/35,其外徑為26.82 mm,模型長度為800 mm,子導(dǎo)線間距為200 mm。風(fēng)洞試驗(yàn)共進(jìn)行了3組工況,包括粘合式裹冰二分裂導(dǎo)線、子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線和非標(biāo)準(zhǔn)橢圓形覆冰單導(dǎo)線,其橫截面如圖3所示。二分裂子導(dǎo)線間的過橋粘合帶如圖4所示。

      圖2 粘合式裹冰雙分裂導(dǎo)線的剛性節(jié)段模型

      圖3 覆冰導(dǎo)線橫截面示意圖

      圖4 雙分裂子導(dǎo)線間的過橋粘合帶

      1.2 試驗(yàn)概況

      本次覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力特性風(fēng)洞試驗(yàn)在浙江大學(xué)ZD- 1邊界層風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室展開。在試驗(yàn)中采用高頻測力天平測量覆冰導(dǎo)線的氣動(dòng)力。為了消除風(fēng)洞的邊界層效應(yīng),保證流場的二維特性,試驗(yàn)時(shí)采用了在模型端部加端板的措施[9],試驗(yàn)裝置如圖5所示。

      圖5 風(fēng)洞試驗(yàn)裝置

      我國輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范[10]規(guī)定覆冰導(dǎo)線設(shè)計(jì)風(fēng)速一般為10~15 m/s。本次試驗(yàn)中風(fēng)速取10 m/s,采用均勻湍流場,湍流度為5%,試驗(yàn)風(fēng)攻角范圍取0°~180°,間隔為5°。風(fēng)洞試驗(yàn)過程中采用熱膜熱線風(fēng)速儀測定來流風(fēng)速。

      1.3 氣動(dòng)力系數(shù)定義

      高頻天平測力試驗(yàn)中氣動(dòng)三分力(Fx、Fy、M)及風(fēng)攻角α的定義如圖6所示,風(fēng)攻角與覆冰位置的關(guān)系如圖7所示。

      圖6 氣動(dòng)力及風(fēng)攻角定義

      圖7 風(fēng)攻角與覆冰位置的關(guān)系

      試驗(yàn)計(jì)算獲得的無量綱的導(dǎo)線平均升力系數(shù)(CL)、平均阻力系數(shù)(CD)和平均扭矩系數(shù)(CM)定義如下:

      (1)

      (2)

      2 氣動(dòng)力特性結(jié)果分析

      2.1 平均氣動(dòng)力特性分析

      粘合式裹冰和子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線的平均氣動(dòng)力系數(shù)如圖8所示。由圖8(a)可知,兩類覆冰導(dǎo)線的阻力系數(shù)隨風(fēng)攻角變化的趨勢相似,呈半波狀分布,兩端小中間大??傮w上,粘合式裹冰導(dǎo)線阻力系數(shù)大于子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰情況,這與粘合式裹冰導(dǎo)線的過橋覆冰有關(guān),其實(shí)際迎風(fēng)面積大于獨(dú)立裹冰情況,因而與氣流的接觸范圍也更大,增大了導(dǎo)線的阻力系數(shù)。

      由圖8(b)可知,粘合式裹冰導(dǎo)線升力系數(shù)絕對(duì)值大于子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰情況,兩類覆冰導(dǎo)線的升力系數(shù)-風(fēng)攻角曲線差異較大,粘合式裹冰導(dǎo)線的曲線更平穩(wěn)。在大風(fēng)攻角情況下,粘合式裹冰導(dǎo)線的升力系數(shù)遠(yuǎn)大于子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰情況。

      由圖8(c)可知,粘合式裹冰導(dǎo)線扭矩系數(shù)絕對(duì)值大于子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰情況,而在大風(fēng)攻角情況(170°附近)下,子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線扭矩系數(shù)的峰值更大。

      圖8 覆冰二分裂導(dǎo)線的平均氣動(dòng)力系數(shù)

      2.2 脈動(dòng)氣動(dòng)力特性分析

      粘合式裹冰和子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線的脈動(dòng)氣動(dòng)力系數(shù)如圖9所示。從圖9(a)可以看出,粘合式裹冰導(dǎo)線的脈動(dòng)阻力系數(shù)整體上小于獨(dú)立裹冰情況,且其脈動(dòng)阻力系數(shù)-風(fēng)攻角曲線較平緩,未出現(xiàn)明顯尖峰,這與粘合式裹冰子導(dǎo)線間的過橋覆冰有關(guān),導(dǎo)致阻力系數(shù)脈動(dòng)減小,而獨(dú)立裹冰導(dǎo)線的脈動(dòng)阻力系數(shù)-風(fēng)攻角曲線在兩側(cè)40°、50°和70°附近出現(xiàn)尖峰。

      從圖9(b)可以看出,粘合式裹冰導(dǎo)線的脈動(dòng)升力系數(shù)整體上小于獨(dú)立裹冰情況,兩類覆冰導(dǎo)線的脈動(dòng)升力系數(shù)-風(fēng)攻角曲線的差異較大,粘合式裹冰導(dǎo)線的曲線較平緩,且在180°風(fēng)攻角附近達(dá)最大值,而子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰導(dǎo)線的脈動(dòng)升力系數(shù)-風(fēng)攻角曲線在兩側(cè)45°和55°附近出現(xiàn)尖峰。

      圖9 覆冰二分裂導(dǎo)線的脈動(dòng)氣動(dòng)力系數(shù)

      從圖9(c)可以看出,粘合式裹冰導(dǎo)線的脈動(dòng)扭矩系數(shù)整體上小于獨(dú)立裹冰情況,且在0°、180°風(fēng)攻角附近的脈動(dòng)扭矩系數(shù)明顯大于其他風(fēng)攻角情況。兩者曲線存在一定的差異,粘合式裹冰導(dǎo)線的曲線較平緩。

      2.3 覆冰導(dǎo)線脈動(dòng)風(fēng)荷載譜

      通過錘擊試驗(yàn)獲得模型-天平系統(tǒng)在錘擊激勵(lì)下的固有頻率,其前兩階振型對(duì)應(yīng)的固有頻率分別為16和50 Hz(見圖10),其中SF為力的功率譜。可以看出,模型-天平系統(tǒng)的第一階固有頻率在風(fēng)荷載頻譜段內(nèi),因此風(fēng)洞試驗(yàn)中存在明顯的風(fēng)激共振現(xiàn)象。天平測得的風(fēng)載時(shí)程包含模型振動(dòng)的慣性力分量,需要對(duì)測力結(jié)果進(jìn)行修正。本文采用文獻(xiàn)[11]的修正方法,在頻域內(nèi)消除了兩類覆冰導(dǎo)線模型荷載功率譜的一階共振效應(yīng),計(jì)算式如下:

      (3)

      圖10 錘擊激勵(lì)下模型-天平系統(tǒng)的荷載功率譜

      在90°風(fēng)攻角下,通過式(3)消除共振效應(yīng)后,兩類覆冰導(dǎo)線的荷載功率譜如圖11所示,其中SM為扭矩功率譜。可以看出,修正后的升力功率譜峰值出現(xiàn)在14、30 Hz附近,扭矩功率譜峰值出現(xiàn)在25、50 Hz附近,這些頻率遠(yuǎn)大于脈動(dòng)風(fēng)的卓越頻率,因此這些頻率附近的能量集中可能與渦脫有關(guān)。脈動(dòng)升力和扭矩不能按準(zhǔn)定常假定進(jìn)行計(jì)算。

      圖11 修正后覆冰二分裂導(dǎo)線荷載功率譜的對(duì)比

      基于準(zhǔn)定常假定,將試驗(yàn)的來流風(fēng)速譜轉(zhuǎn)換成順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)荷載譜,并與修正后的兩類覆冰導(dǎo)線的阻力功率譜進(jìn)行對(duì)比,如圖11(a)所示??梢钥闯觯?dāng)頻率較低時(shí),順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)荷載功率譜與兩類覆冰導(dǎo)線的阻力功率譜吻合良好。對(duì)于高頻部分,由于荷載功率譜的頻響修正過程引入了誤差,導(dǎo)致兩條譜線存在一定的差異。而高頻部分脈動(dòng)風(fēng)的能量比低頻部分小得多,因此粘合式裹冰和獨(dú)立裹冰導(dǎo)線的順風(fēng)向風(fēng)荷載均符合準(zhǔn)定常假定。從圖11(b)、11(c)可以看出,獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線橫風(fēng)向風(fēng)荷載和扭矩的脈動(dòng)總能量大于粘合式裹冰情況,其導(dǎo)線脈動(dòng)升力、扭矩系數(shù)更大,這與圖9(b)、9(c)中90°風(fēng)攻角下的結(jié)論相符。

      2.4 雙分裂導(dǎo)線與單導(dǎo)線的阻力系數(shù)對(duì)比

      (4)

      式中,n為導(dǎo)線分裂數(shù),在本試驗(yàn)中取n=2。

      多分裂輸電導(dǎo)線的子導(dǎo)線間存在明顯的遮擋效應(yīng)及尾流干擾效應(yīng),因此其阻力系數(shù)的變化規(guī)律較單導(dǎo)線更復(fù)雜?,F(xiàn)行規(guī)范[13]忽略了子導(dǎo)線間遮擋效應(yīng)對(duì)阻力系數(shù)的折減,將分裂導(dǎo)線與單導(dǎo)線的阻力系數(shù)取值一致。圖12對(duì)比了兩類裹冰二分裂導(dǎo)線與非標(biāo)準(zhǔn)橢圓形覆冰單導(dǎo)線的阻力系數(shù)。由圖中可知,子導(dǎo)線串列(即0°、180°風(fēng)攻角)時(shí),來流上游子導(dǎo)線對(duì)下游子導(dǎo)線存在明顯的遮擋作用,下游子導(dǎo)線被完全遮擋,雙分裂導(dǎo)線的阻力系數(shù)比覆冰單導(dǎo)線的阻力系數(shù)小。而子導(dǎo)線并列(即90°風(fēng)攻角)時(shí),雙分裂導(dǎo)線的阻力系數(shù)比覆冰單導(dǎo)線的阻力系數(shù)大,說明子導(dǎo)線之間的干擾反而會(huì)增大雙分裂導(dǎo)線的阻力系數(shù)。

      圖12 不同風(fēng)攻角下覆冰導(dǎo)線的阻力系數(shù)

      3 馳振穩(wěn)定性和風(fēng)偏響應(yīng)分析

      3.1 馳振穩(wěn)定性分析

      導(dǎo)線舞動(dòng)是一種氣動(dòng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象,具體表現(xiàn)為導(dǎo)線系統(tǒng)的負(fù)氣動(dòng)阻尼。針對(duì)粘合式與子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線,利用經(jīng)典的Den Hartog豎向舞動(dòng)機(jī)理[14]和Nigol扭轉(zhuǎn)舞動(dòng)機(jī)理[15]進(jìn)行導(dǎo)線馳振穩(wěn)定性判定。導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)的必要條件為Den Hartog系數(shù)或Nigol系數(shù)小于0,判定式為

      (5)

      式中,γDen和γNig分別為Den Hartog系數(shù)和Nigol系數(shù)。

      將試驗(yàn)獲得的平均升力、扭矩系數(shù)用三次樣條曲線[16]來模擬其變化,對(duì)所得的樣條曲線求導(dǎo)后獲得Den Hartog和Nigol系數(shù),如圖13所示。由圖中可知,對(duì)于Den Hartog舞動(dòng)機(jī)理,獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線的不穩(wěn)定風(fēng)攻角在30°、145°和155°附近,而粘合式裹冰導(dǎo)線的Den Hartog系數(shù)在絕大部分風(fēng)攻角下大于0,且獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線的Den Hartog系數(shù)-風(fēng)攻角曲線波動(dòng)更大,不穩(wěn)定范圍也更大。

      對(duì)于Nigol舞動(dòng)機(jī)理,兩類覆冰導(dǎo)線的Nigol系數(shù)-攻角曲線有一定的差異,不穩(wěn)定攻角范圍較Den Hartog理論大??傮w上看,粘合式裹冰導(dǎo)線的Nigol系數(shù)-風(fēng)攻角曲線波動(dòng)更大,且曲線在30°、85°和175°附近存在負(fù)尖峰。

      綜上所述,粘合式和子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線發(fā)生Den Hartog舞動(dòng)的風(fēng)攻角范圍較Nigol舞動(dòng)范圍小。對(duì)于豎向舞動(dòng)情況,獨(dú)立裹冰導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)的不穩(wěn)定風(fēng)攻角范圍更大,其氣動(dòng)穩(wěn)定性更差,更易發(fā)生舞動(dòng);對(duì)于扭轉(zhuǎn)舞動(dòng)情況,粘合式裹冰導(dǎo)線更為不利,對(duì)輸電線路的危害更大。

      3.2 風(fēng)偏響應(yīng)分析

      風(fēng)偏指導(dǎo)線及絕緣子串在風(fēng)載作用下擺動(dòng)而偏離初始位置的現(xiàn)象,較大的風(fēng)偏使得導(dǎo)線與其他構(gòu)件的空間間隙變小,可能導(dǎo)致線路產(chǎn)生閃絡(luò)等事故。導(dǎo)線是幾何非線性大變形結(jié)構(gòu),不能直接用頻域法求解導(dǎo)線的風(fēng)偏動(dòng)力響應(yīng)?,F(xiàn)有文獻(xiàn)中常采用時(shí)域法[17- 18]得到導(dǎo)線的風(fēng)偏響應(yīng)時(shí)程。本文采用時(shí)域法計(jì)算兩類覆冰導(dǎo)線的風(fēng)偏響應(yīng)。

      圖13 覆冰二分裂導(dǎo)線的馳振穩(wěn)定性分析

      以某四跨二分裂輸電線路為例,取懸垂絕緣子串風(fēng)偏角及導(dǎo)線風(fēng)偏位移為研究對(duì)象。線路幾何參數(shù)如圖14所示,子導(dǎo)線型號(hào)取LGJ- 400/35,其橫截面積為425.24 mm2,外徑為26.82 mm,彈性模量為65 GPa,線質(zhì)量為1.349 kg/m,初始張力為25.06 kN,泊松比為0.3。懸垂絕緣子串型號(hào)取FXBW- 500/180,其泊松比為0.3,彈性模量為30 GPa。以圖14所示輸電線路為對(duì)象,考慮導(dǎo)線的幾何非線性,利用有限元軟件ANSYS建立了四跨二分裂輸電導(dǎo)線-絕緣子串相互耦合的有限元模型,分別采用桿單元LINK10、LINK8模擬導(dǎo)線單元、絕緣子串單元。

      圖14 輸電線路幾何參數(shù)

      在兩類覆冰導(dǎo)線的風(fēng)偏響應(yīng)計(jì)算中,覆冰密度取0.9 g/cm3。氣動(dòng)阻力系數(shù)按本文風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行取值。由圖8可知,當(dāng)風(fēng)攻角為90°時(shí),兩類覆冰導(dǎo)線的阻力系數(shù)-風(fēng)攻角曲線達(dá)到最大值,是導(dǎo)線風(fēng)偏的最不利情況。而該風(fēng)攻角下兩類覆冰導(dǎo)線的升力系數(shù)均較小,氣動(dòng)升力對(duì)風(fēng)偏響應(yīng)的影響較小。因此,本文在計(jì)算90°風(fēng)攻角下兩類覆冰導(dǎo)線的風(fēng)偏響應(yīng)時(shí)忽略了氣動(dòng)升力的影響。

      10 m高處基本風(fēng)速取15 m/s,采用Davenport空間相關(guān)函數(shù)和Kaimal風(fēng)速功率譜得到脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程,將基于準(zhǔn)定常假定得到的脈動(dòng)風(fēng)荷載加載至有限元模型節(jié)點(diǎn)上,如圖15所示。在動(dòng)力計(jì)算中,考慮了導(dǎo)線的氣動(dòng)阻尼效應(yīng)[19],且結(jié)構(gòu)阻尼比取0.5%。表1、2分別給出了90°風(fēng)攻角下兩類覆冰導(dǎo)線的絕緣子串風(fēng)偏角、導(dǎo)線風(fēng)偏位移。

      圖15 導(dǎo)線數(shù)值計(jì)算模型

      表1 覆冰雙分裂導(dǎo)線的風(fēng)偏角

      由表1可知,靠近邊跨的絕緣子串風(fēng)偏角較靠近中間跨的偏小,這與導(dǎo)線兩側(cè)固端約束的影響有關(guān)。粘合式裹冰導(dǎo)線所受風(fēng)荷載較大,風(fēng)偏角比子導(dǎo)線獨(dú)立覆冰時(shí)大,更容易發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò)事故。因此,粘合式裹冰等重覆冰情況更不利,在設(shè)計(jì)與校驗(yàn)時(shí)應(yīng)予以重視。

      由表2可知,對(duì)于同一跨線路,跨中位置處導(dǎo)線的水平、豎向位移均明顯大于其他位置處,發(fā)生閃絡(luò)事故的可能性更大。對(duì)于不同跨線路,跨中位置處導(dǎo)線的風(fēng)偏響應(yīng)也存在較大的差異,中間跨(即第二、三跨)導(dǎo)線的水平、豎向位移響應(yīng)大于邊跨(第一、四跨)情況。對(duì)于中間跨導(dǎo)線而言,跨距較大(即第二跨)時(shí),風(fēng)偏位移響應(yīng)更大。同時(shí),粘合式裹冰導(dǎo)線的風(fēng)偏位移比子導(dǎo)線獨(dú)立覆冰時(shí)大,更易發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò)事故。

      表2 覆冰雙分裂導(dǎo)線的風(fēng)偏位移

      綜上所述,在線路防風(fēng)偏設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)驗(yàn)算粘合式裹冰等重覆冰情況下線路中間跨跨中位置附近的安全間隙。

      4 結(jié)論

      本文針對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)橢圓形覆冰單導(dǎo)線、子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰及粘合式裹冰二分裂覆冰導(dǎo)線剛性模型開展了高頻天平測力風(fēng)洞試驗(yàn),考察了覆冰形狀及攻角對(duì)導(dǎo)線氣動(dòng)力特性的影響,進(jìn)行了導(dǎo)線馳振穩(wěn)定性和風(fēng)偏響應(yīng)分析,得到的主要結(jié)論如下:

      (1)粘合式裹冰二分裂導(dǎo)線的平均阻力系數(shù)總體上大于獨(dú)立裹冰情況。兩類導(dǎo)線的升力曲線差異較大,粘合式裹冰導(dǎo)線的升力曲線尖峰突降較小,在大風(fēng)攻角情況下,粘合式裹冰導(dǎo)線的平均升力系數(shù)遠(yuǎn)大于獨(dú)立裹冰導(dǎo)線。在170°風(fēng)攻角附近,子導(dǎo)線獨(dú)立裹冰二分裂導(dǎo)線的平均扭矩系數(shù)大于粘合式裹冰情況。

      (2)粘合式裹冰二分裂導(dǎo)線的脈動(dòng)氣動(dòng)力系數(shù)總體上小于獨(dú)立裹冰情況,且其脈動(dòng)氣動(dòng)力系數(shù)-風(fēng)攻角曲線更平緩。

      (3)子導(dǎo)線并列時(shí),子導(dǎo)線之間的干擾反而會(huì)增大雙分裂導(dǎo)線的阻力系數(shù)。

      (4)兩類覆冰導(dǎo)線順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)荷載符合準(zhǔn)定常假定,而脈動(dòng)升力和扭矩不能按準(zhǔn)定常假定進(jìn)行計(jì)算。

      (5)對(duì)于豎向舞動(dòng)情況,獨(dú)立裹冰導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)的不穩(wěn)定風(fēng)攻角范圍更大,其氣動(dòng)穩(wěn)定性更差,更易發(fā)生舞動(dòng);對(duì)于扭轉(zhuǎn)舞動(dòng)情況,粘合式裹冰導(dǎo)線更為不利,對(duì)輸電線路的危害更大。

      (6)粘合式裹冰導(dǎo)線的風(fēng)偏響應(yīng)大于子導(dǎo)線獨(dú)立覆冰情況,更容易發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò)事故。在線路防風(fēng)偏設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)驗(yàn)算粘合式裹冰等重覆冰情況下線路中間跨跨中位置附近的安全間隙。

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