輸電線路脫冰跳躍研究進(jìn)展

蔡萌琦， 杜 洋， 周林抒， 陳小平， 鄭鳴宇， 劉 靜， 丁順利

(1.成都大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院， 成都 610106； 2.國網(wǎng)四川電力能源綜合服務(wù)公司， 成都 610016；3.成都大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院， 成都 610106)

輸電線路在覆冰情況下具有復(fù)雜的受力狀態(tài)，若技術(shù)方案采用不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線、線夾和間隔棒甚至桿塔的破壞等惡性事故，威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行。中國許多地區(qū)處于山區(qū)，氣象條件非常復(fù)雜，覆冰引起的電網(wǎng)事故時(shí)有發(fā)生，若由此引起電網(wǎng)系統(tǒng)性事故，將會(huì)對其社會(huì)生活產(chǎn)生極大影響，如表1所示。輸電線路脫冰跳躍是指冰區(qū)輸電線路的覆冰在溫度等自然條件下脫落引起導(dǎo)線的上下振動(dòng)，工程中稱為“脫冰跳躍”。脫冰跳躍中各相導(dǎo)線之間及導(dǎo)地線之間的間隙可能小于相應(yīng)的絕緣間隙，從而導(dǎo)致閃絡(luò)、燒傷甚至燒斷導(dǎo)線等電氣事故[1-3]。目前，對于輸電線路脫冰跳躍問題的研究主要采用實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬和簡化理論算法三種方法。

表1 2008年冰災(zāi)500 kV輸電線路倒塔及受損情況Table 1 Tower collapse and damage of 500 kV transmission line during ice disaster in 2008

1 模擬試驗(yàn)

導(dǎo)線的覆冰脫落研究，其常用研究方法有三種：現(xiàn)場實(shí)測、模型試驗(yàn)、數(shù)值仿真模擬。其中現(xiàn)場實(shí)測的難度較大，因此該方法并不常見。中國有不少學(xué)者采用過模型試驗(yàn)的方法。最早在20世紀(jì)50年代就有學(xué)者利用靜荷載模擬導(dǎo)線脫冰[4-5]，后來國際上也有許多學(xué)者基于此方法展開了深入研究。

這些學(xué)者的研究可推廣到相同類型的輸電導(dǎo)線，但當(dāng)輸電導(dǎo)線類型和分布在導(dǎo)線上的荷載發(fā)生變化時(shí)，這些研究結(jié)果的有效性還有待商榷。

Mogran等[6]早在1964年就對132 kV五檔輸電線路進(jìn)行了在檔距中點(diǎn)釋放集中質(zhì)量來模擬導(dǎo)線脫冰的試驗(yàn)，同時(shí)對冰跳高度進(jìn)行了測量。Savadjiev等[7]在實(shí)驗(yàn)室里用3.22 m長的導(dǎo)線，對不同脫冰情況進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，同時(shí)測量了在導(dǎo)線脫冰時(shí)的最大上升高度、不同掛點(diǎn)間的張力變化情況及絕緣子串的偏轉(zhuǎn)角度和位移等。中國首次開展對覆冰導(dǎo)線脫冰研究的是陳勇等[8]，其研究方法與Mogran等[6]類似，通過在導(dǎo)線上懸掛集中荷載代替導(dǎo)線覆冰，該研究同時(shí)還利用計(jì)算機(jī)仿真對脫冰工況進(jìn)行了數(shù)值模擬，對比了試驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算結(jié)果，對比結(jié)果表明兩者的規(guī)律相同，數(shù)值也相近。

近年，學(xué)者們通過數(shù)值仿真模擬的方法對導(dǎo)線脫冰動(dòng)力響應(yīng)做了大量研究。謝獻(xiàn)忠等[9]設(shè)計(jì)了縮尺比為1∶20的兩檔塔線體系實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀ＤM了拉鏈?zhǔn)矫摫屯瑫r(shí)脫冰、整檔脫冰和局部脫冰等六種工況，并得到整檔脫冰是最危險(xiǎn)的一種工況、整檔脫冰的最大跳躍高度可達(dá)跨度的2.02%等結(jié)論。此實(shí)驗(yàn)是在理論研究的基礎(chǔ)上，以湖南220 kV的輸電線路為原型而設(shè)計(jì)的，具有較好的實(shí)際工程參考價(jià)值。與謝獻(xiàn)忠等[9]研究方案不同的是，李孟珠等[10]設(shè)計(jì)了1∶30的單跨覆冰輸電線路的縮尺模型，開展了鏈?zhǔn)矫摫退矔r(shí)脫冰的研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：①與鏈?zhǔn)矫摫啾?，瞬時(shí)脫冰跳躍高度更高；②脫冰跳躍最大高度隨脫冰速度減小而減小，并最終高度趨于瞬時(shí)脫冰的0.5倍；③跳躍最大高度隨高差傾角增大而增大。王璋奇等[11]利用了架空輸電線路脫冰跳躍試驗(yàn)系統(tǒng)，通過模型試驗(yàn)研究架空非同期脫冰跳躍的動(dòng)張力特性。其試驗(yàn)結(jié)果表明：在脫冰速度相同的情況下，從檔中往兩端的非同期脫冰方式將在導(dǎo)線中產(chǎn)生較大的張力波動(dòng)。李孟珠等[10]和王璋奇等[11]都對鏈?zhǔn)矫摫归_了研究。李孟珠等[10]研究了不同參數(shù)和不同脫冰方式下，導(dǎo)線的脫冰振動(dòng)，其對輸電導(dǎo)線的防振設(shè)計(jì)提供了支撐；王璋奇等[11]則研究的是脫冰對導(dǎo)線的動(dòng)張力特性的影響規(guī)律，在線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對此充分考慮，防止脫冰產(chǎn)生過大的動(dòng)張力而破壞架空導(dǎo)線。李宏男等[12]通過懸掛吸附有鐵塊的電磁鐵代替覆冰，建立孤立檔冰跳試驗(yàn)，模擬導(dǎo)線覆冰脫落過程，同時(shí)利用ANSYS軟件計(jì)算驗(yàn)證。結(jié)果得出導(dǎo)線脫冰跳躍高度與脫冰方向有關(guān)：若是從中間向兩邊脫冰，則跨中跳躍高度最大；若是從兩邊向中間脫冰，則跨中跳躍高度最?。桓脖撀淝皩?dǎo)線的最大靜張力和脫落后的最大動(dòng)張力相差并不大。劉春城等[13]以某地1 000 kV特高壓輸變電工程為原型，針對脫冰響應(yīng)進(jìn)行了模型試驗(yàn)，并建立了有限元模型進(jìn)行驗(yàn)證，其試驗(yàn)結(jié)果確定了輸電脫冰動(dòng)力響應(yīng)時(shí)的最不利工況和最不利位置，為輸電塔脫冰跳躍研究提供了依據(jù)。

2 數(shù)值分析

2.1 輸電線脫冰數(shù)值方法

由于有限元模擬方法的廣泛使用，非線性有限元數(shù)值模擬方法已經(jīng)成了目前學(xué)者采用最多的研究方式。該研究方法很大程度上節(jié)約了試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)成本和時(shí)間成本。最早利用商業(yè)有限元軟件進(jìn)行模擬的是Jamaleddlne等[14-15]，他們利用有限元軟件ADINA對導(dǎo)線脫冰進(jìn)行模擬，并將其所得數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。文獻(xiàn)[16-18]在研究單導(dǎo)線的脫冰動(dòng)力響應(yīng)時(shí)，也采用了數(shù)值模擬的方法，通過此方法得到脫冰位置與覆冰厚度等因素對導(dǎo)線動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律。陳將等[19]利用有限元軟件ABAQUS對三擋耐張段線路的脫冰動(dòng)力響應(yīng)問題展開了研究，得出脫冰后的導(dǎo)線位移與應(yīng)力的變化關(guān)系和過程。Kollar等[20]也用有限元軟件模擬了分裂導(dǎo)線中子導(dǎo)線的脫冰動(dòng)力響應(yīng)。李永平等[21]分析了數(shù)值模擬方法，構(gòu)建了1 000 m的大檔距架空導(dǎo)線有限元模型，以此分析某一節(jié)點(diǎn)導(dǎo)線張力和跳躍高度的變化規(guī)律，在線路設(shè)計(jì)時(shí)，對避免導(dǎo)線閃絡(luò)有一定借鑒意義。侯鐳等[22-24]建立了3自由度多檔脫冰跳躍模型，對導(dǎo)線脫冰跳躍進(jìn)行分析，并分析了脫冰量、檔距組合等因素對導(dǎo)線脫冰的影響。魯元兵等[25]用單根導(dǎo)線等效替代分裂導(dǎo)線，再對導(dǎo)線的不均勻脫冰進(jìn)行了全過程模擬分析，發(fā)現(xiàn)脫冰時(shí)導(dǎo)線和絕緣子串的張力大幅度增加。魯元兵等[25]在模擬覆冰的同時(shí)，得出一定條件下導(dǎo)線覆冰厚度與導(dǎo)線和絕緣子串所受張力的關(guān)系，此研究還對導(dǎo)線和絕緣子串的設(shè)計(jì)和導(dǎo)線的安全提供參考依據(jù)。李春等[26]通過ABAQUS軟件建立了導(dǎo)線及耐張串連接金具的模型，以此來研究導(dǎo)線張力對導(dǎo)線連接金具的破壞作用。葉中飛等[27]也利用ABAQUS軟件對輸電桿塔仿真分析，建立了空間梁桿模型，并通過此方法分析了支撐桿對整體受力和穩(wěn)定的影響，合理解釋了某桿塔的破壞位置。鞠彥忠等[28]在研究導(dǎo)線張力對防振裝置的效果影響時(shí)，利用ANSYS有限元軟件模擬導(dǎo)線-防振器體系的振動(dòng)，并將數(shù)值仿真結(jié)果與其進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)相對比，兩者都能較好地吻合。李嘉祥等[29]研究導(dǎo)線的覆冰脫落振動(dòng)機(jī)理時(shí)，也采用了ANSYS軟件建立線路模型。此研究結(jié)果對于研究線路參數(shù)和外部荷載的影響有較重要的實(shí)際意義。以上四位學(xué)者在研究時(shí)，都利用了有限元軟件建立模型，從而得可以對不同參數(shù)條件下的復(fù)雜工況都進(jìn)行較為精確的模擬。沈國輝等[30]提出了線路脫冰的有限元模擬方法，并對導(dǎo)線“拉鏈”型脫冰進(jìn)行了分析，討論了該類型脫冰對導(dǎo)線動(dòng)力響應(yīng)的影響，此研究對工程中“拉鏈”型脫冰的處理具有一定參考價(jià)值。王昕等[31]建立了多跨覆冰輸電線路有限元模型，并對導(dǎo)線中跨脫冰和三跨脫冰兩種情況進(jìn)行模擬，研究了線路張拉力、檔距等參數(shù)對導(dǎo)線脫冰的影響，這些模擬情況所得出的結(jié)論對線路安全運(yùn)行有重要意義。

以上有限元模擬研究內(nèi)容都是導(dǎo)線脫冰后的動(dòng)力響應(yīng)，主要分析了導(dǎo)線所受張拉力、檔距等參數(shù)對動(dòng)力響應(yīng)的影響，并由此得出相關(guān)結(jié)論。對于輸電桿塔與導(dǎo)地線的耦連作用、導(dǎo)線脫冰的脫冰跳躍高度、橫向擺幅等方面有待深入研究。

2.2 輸電塔線脫冰數(shù)值計(jì)算結(jié)果

對于輸電塔線脫冰的數(shù)值模擬方法，也已被許多學(xué)者采用。尹鵬等[32]針對導(dǎo)線脫冰跳躍問題，以云南至廣東某特高壓輸電工程為實(shí)際案例，采用非線性時(shí)程分析法和四種雙層黏彈鉛芯阻尼器布置方案對其進(jìn)行了控制研究，試驗(yàn)表明黏彈鉛芯阻尼器對脫冰導(dǎo)線有良好減震效果。McGlure等[33]利用了有限元軟件ADINA對輸電線路被破壞后的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行模擬，雖然其采用的是二維桿塔模型且與實(shí)際的差異較大，但其方法對導(dǎo)線脫冰模擬仍具有參考意義。李黎等[34]以非線性有限元方法建立了塔-線耦合模型，分析了某實(shí)際工程線路的脫冰動(dòng)力響應(yīng)，但其分析重點(diǎn)在于脫冰動(dòng)力響應(yīng)，未對多檔連續(xù)脫冰及塔線體系的安全性進(jìn)行研究。李雪等[35]按原工程資料建立了輸電塔-線體系有限元模型，分析了湖南地區(qū)掛靖線220 kV輸電線路覆冰倒塔事故的主要原因，考慮水平垂直檔距、高差、不均勻覆冰和風(fēng)荷載對線路的影響，結(jié)果表明過載、風(fēng)載及不均勻覆冰是這次事故發(fā)生的主要原因。韓軍科等[36-37]也通過實(shí)例，分析多種因素，得出輸電線路倒塔是由于覆冰過載及縱向不平衡張力過大的原因?qū)е碌?。楊風(fēng)利等[38-39]建立ANSYS有限元模型，考慮塔線耦合效應(yīng)、脫冰位置、覆冰厚度、檔距等有關(guān)因素，完成了塔線體系脫冰跳躍分析。沈國輝等[40]用有限元數(shù)值模擬法建立了四塔五線模型，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)線覆冰脫落使導(dǎo)線產(chǎn)生低頻舞動(dòng)、絕緣子大幅擺動(dòng)、部分桿塔出現(xiàn)較大峰值應(yīng)力。晏致濤等[41]通過有限元理論構(gòu)建了輸電線路塔-線體系的脫冰振動(dòng)分析模型，并以某實(shí)際工程為例進(jìn)行分析，進(jìn)行了對跳躍高度、支座反力、水平張力數(shù)據(jù)變化的分析，進(jìn)而探討塔線的多種參數(shù)對導(dǎo)線脫冰振動(dòng)的影響。胡偉等[42]先開展了模擬單根導(dǎo)線覆冰脫落的過程，來比較不同情況下該導(dǎo)線的冰跳規(guī)律；再利用數(shù)值仿真技術(shù)模擬各種工況，其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差距是在誤差允許范圍內(nèi)，從而驗(yàn)證了仿真模擬的正確性；在此基礎(chǔ)上，他們建立了3自由度多檔導(dǎo)線的模型，分析檔數(shù)、不同檔距組合、檔距大小等多種因素對特高壓同塔輸電線路脫冰跳躍的影響。易文淵[43]利用ABAQUS有限元軟件建立了三檔四塔精細(xì)有限元模型，針對覆冰荷載、風(fēng)荷載及脫冰荷載因素，數(shù)值模擬塔線耦合體系導(dǎo)線的脫冰動(dòng)力響應(yīng)；基于該模擬結(jié)果，得出了連續(xù)檔導(dǎo)線最大冰跳高度和橫向擺幅的計(jì)算公式。程皓月[44]以連續(xù)的孤立檔覆冰線路為研究對象，建立了有限元模型，分析了500 kV塔線體系在覆冰脫冰工況下的安全性，但因其有限元模型不包含直線桿塔，所以不能代表一般情況。

上述方法主要是圍繞500 kV及其以下電壓的線路脫冰進(jìn)行計(jì)算。隨著特高壓輸電線路的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)有研究研究均缺乏對多分裂、大截面特高壓輸電導(dǎo)線脫冰跳躍形態(tài)及塔線受力特性的研究。

3 脫冰跳躍計(jì)算結(jié)果

3.1 跳躍動(dòng)態(tài)特性

數(shù)值仿真模擬的方法主要是通過有限元軟件建立模型，從而分析導(dǎo)線的脫冰跳躍動(dòng)態(tài)特性，這是很多學(xué)者常采用的方法，也是近幾年很熱門的研究方式。有限元模擬中有幾種常用方法：附加冰單元法、改變密度法和附加力模擬法。但是研究人員在使用以上方法時(shí)，其所取的力學(xué)參數(shù)并不一致，且未比較各種方法的適用性和等價(jià)性[45]。為此，沈國輝等[45]指出有限元分析中的附加冰單元法和改變密度法中冰參數(shù)選擇的不合理之處，并對有限元模擬的三種方法分別給出了合理建議值。他們認(rèn)為以往學(xué)者將冰的彈性模量取值為10 GPa是不合適的，并根據(jù)算例結(jié)果給出了不高于0.01 GPa的彈性模量建議取值。杜運(yùn)興等[46]用數(shù)值模擬方法建立耦合模型，采用附加單元法模擬覆冰，探究了導(dǎo)線兩層覆冰不同脫落情況的動(dòng)力響應(yīng)，并得出結(jié)論：以往的脫冰荷載取值仍有優(yōu)化空間。邱勇等[47]借助有限元軟件建立輸變電線路模型，同時(shí)再通過改密度法模擬脫冰，分析塔線體系對輸電線路的動(dòng)力響應(yīng)，其研究結(jié)果對防止閃絡(luò)事故具有指導(dǎo)意義。張宏雁等[48]建立了覆冰破壞的有限元模型，模擬了覆冰導(dǎo)線受沖擊荷載作用后的脫冰過程，并得出以下結(jié)論：導(dǎo)線脫冰量隨荷載沖擊增大而增大，當(dāng)沖擊荷載大于一定值時(shí)，導(dǎo)線覆冰完全脫落；脫冰效果與荷載作用時(shí)間、荷載距導(dǎo)線中點(diǎn)的距離有關(guān)。王凌旭等[49]用ANSYS軟件建立四塔三線的模型，分析不同工況下，導(dǎo)線脫冰時(shí)的受力規(guī)律和動(dòng)力響應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)某工況下的導(dǎo)線脫冰振動(dòng)可導(dǎo)致線路接觸閃絡(luò)。吳天寶等[50]通過有限元模擬的方法，探究了覆冰厚度、脫冰位置、輸電線路長度、輸電線檔數(shù)對脫冰跳躍幅值的影響，得出了冰跳高度增加的規(guī)律。隨著特高壓輸電線路的廣泛應(yīng)用，部分線路經(jīng)過高寒地區(qū)，目前研究缺乏對特高壓線路脫冰的研究。

3.2 跳躍高度

脫冰跳躍高度即是導(dǎo)線脫冰時(shí)豎直方向的振動(dòng)幅度。導(dǎo)線冰跳高度的研究對于導(dǎo)線脫冰動(dòng)力響應(yīng)具有重要意義。趙煜哲等[51]采用有限元數(shù)值仿真方法，構(gòu)建出了包含塔、線、絕緣子等的精細(xì)有限元模型，針對輸電線路的脫冰跳躍現(xiàn)象，分析了多個(gè)參數(shù)對導(dǎo)線脫冰的影響，并最后得出脫冰跳躍高度的近似計(jì)算公式，為實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)確定豎向安全距離提供了參考。伍川等[52]基于冰跳過程中的能量關(guān)系、應(yīng)力弧垂關(guān)系、變形關(guān)系和平衡關(guān)系，從而給出了導(dǎo)線最大冰跳高度的計(jì)算方法，并利用數(shù)值模擬方法和Morgan理論算法驗(yàn)證了該計(jì)算方法的正確性。李黎等[53]利用ANSYS及VC++編制互交界面軟件來實(shí)現(xiàn)有限元分析，并驗(yàn)證了較高精度及實(shí)用性；最后在不同參數(shù)條件下進(jìn)行了脫冰工況計(jì)算，并提出了冰跳高度簡化公式，為線路設(shè)計(jì)和脫冰振動(dòng)預(yù)防提供了參考依據(jù)。謝獻(xiàn)忠等[54]基于功能原理和能量守恒定律，推導(dǎo)出了導(dǎo)線跳躍高度的理論計(jì)算公式，并利用有限元分析方法進(jìn)行了驗(yàn)證。前面已有幾位學(xué)者提出了跳躍高度的計(jì)算公式，但對于大檔距大高差線路，這些方法并不合適。針對大檔距大高差線路，王德千等[55]采用有限元模擬方法來研究脫冰動(dòng)力響應(yīng)，分析數(shù)值模擬得到的冰跳高度與弧垂差、檔距、高差等參數(shù)的關(guān)系，最后得出冰跳高度的簡化公式。該公式同前面已有公式相比，可用于大檔距大高差線路，其適用范圍更廣。伍川等[56]在研究大截面導(dǎo)線脫冰動(dòng)力響應(yīng)特征時(shí)，利用數(shù)值模擬方法確定了 導(dǎo)線最大冰跳高度與導(dǎo)線靜止?fàn)顟B(tài)下的弧垂差之間存在線性關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上給出了大截面導(dǎo)線的最大冰跳高度簡化計(jì)算公式，可為工程設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。白天明等[57]建立三種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、模擬了單導(dǎo)線的7種覆冰脫落工況，從而得到各工況的跳躍位移，并進(jìn)行了有限元模擬；最后從試驗(yàn)中得出脫冰振動(dòng)幅值與覆冰厚度呈正相關(guān)的結(jié)論；該實(shí)驗(yàn)對實(shí)際脫冰具有指導(dǎo)意義，同時(shí)，在此試驗(yàn)中也驗(yàn)證了模擬方法的正確性。文楠等[58]用數(shù)值模擬方法獲得導(dǎo)線最大冰跳高度，并基于此模擬結(jié)果和BP(back propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了導(dǎo)線冰跳高度的預(yù)測模型；通過與中國規(guī)程給出的冰跳高度計(jì)算公式比較，其模型預(yù)測的計(jì)算精度大幅提高，可為覆冰區(qū)線路絕緣間隙的設(shè)計(jì)給出重要參考。

文獻(xiàn)[51-56]都通過實(shí)驗(yàn)得出跳躍高度的計(jì)算公式或簡化計(jì)算公式。但這些公式受限于多種工況和條件，對于高壓、大跨度及受自然條件影響大的輸電導(dǎo)線，其實(shí)用性有待考究。

3.3 橫向擺幅

相比與導(dǎo)線冰跳高度，覆冰導(dǎo)線脫冰時(shí)產(chǎn)生的最大橫向擺幅的研究并不多，這也可作為導(dǎo)線脫冰動(dòng)力響應(yīng)的一個(gè)深入研究方向。趙煜哲等[51]在利用有限元數(shù)值仿真方法時(shí)研究導(dǎo)線跳躍高度時(shí)，同時(shí)考慮脫冰風(fēng)荷載作用與橫向風(fēng)荷載的在時(shí)間上的相關(guān)性，給出了在橫向風(fēng)作用下，導(dǎo)線最大橫向擺幅差的計(jì)算公式。嚴(yán)波等[59]建立了塔線耦合體系的有限元模型，通過對不同風(fēng)速、檔距、高差、絕緣子串長度等參數(shù)條件下的數(shù)值結(jié)果分析，得出最大橫向擺幅與靜止?fàn)顟B(tài)風(fēng)偏改變量的定量關(guān)系；并由此給出了導(dǎo)線脫冰后最大橫向擺幅的簡化計(jì)算公式，為輸電線路絕緣配合設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。李黎等[60]在利用有限元模擬研究導(dǎo)線脫冰及風(fēng)偏問題時(shí)，得出了脫冰檔最大橫向擺幅發(fā)生在先風(fēng)偏再脫冰的情況下的結(jié)論；最后研究橫擺規(guī)律時(shí)，提出了橫向擺幅的簡化公式，為線路和桿塔的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。伍川等[56]采用數(shù)值模擬方法，分析各種參數(shù)下導(dǎo)線脫冰的動(dòng)力響應(yīng)特征，得出橫向擺幅的變化規(guī)律，并說明了覆冰厚度、脫冰率、檔距、檔數(shù)、風(fēng)速這些參數(shù)對于導(dǎo)線的最大橫向擺幅皆有影響，為研究最大橫向擺幅計(jì)算公式提供了參考。最后根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)論提出了橫向擺幅工程簡化計(jì)算公式。

以上對導(dǎo)線橫向擺幅的研究，是基于不同體系不同條件下得出的計(jì)算方法或計(jì)算公式。趙煜哲等[51]主要是考慮了橫向風(fēng)荷載和脫冰共同作用的情況，并由此得出了計(jì)算導(dǎo)線最大橫向擺幅差的公式。與趙煜哲等不同的是，嚴(yán)波等[59]研究耦合塔線體系不同參數(shù)下導(dǎo)線的動(dòng)力響應(yīng)特征，并由此得出導(dǎo)線最大橫向擺幅的工程簡化算法；其研究對于線路設(shè)計(jì)時(shí)絕緣間隙值的確定具有重要的實(shí)際意義。李黎等[60]是探究了在脈沖風(fēng)荷載作用下不同參數(shù)的橫擺規(guī)律，從而給出計(jì)算導(dǎo)線橫向擺幅的簡化公式，其對于桿塔和線路的設(shè)計(jì)有著重要參考價(jià)值。伍川等[56]與嚴(yán)波等[59]的研究思路類似，也是在研究了檔距、高差等多種參數(shù)下導(dǎo)線的動(dòng)力響應(yīng)的基礎(chǔ)上，獲得導(dǎo)線橫向擺幅的變化規(guī)律；但研究對象是特高壓大截面導(dǎo)線，并考慮了溫度對脫冰動(dòng)力響應(yīng)的影響。

要保證輸電線路的安全運(yùn)行，研究覆冰導(dǎo)線脫冰的動(dòng)力響應(yīng)必不可少；而探究導(dǎo)線的動(dòng)力響應(yīng)，其冰跳高度和橫向擺幅又是動(dòng)力響應(yīng)的兩個(gè)重要表征。導(dǎo)線冰跳高度和橫向擺幅對于輸電線路動(dòng)力響應(yīng)特征及線路桿塔的設(shè)計(jì)具有重要參考價(jià)值，而且目前在此方面的研究較少，需要進(jìn)行深入研究。

4 結(jié)論和展望

總結(jié)了中外學(xué)者對覆冰導(dǎo)線脫冰動(dòng)力響應(yīng)的研究進(jìn)展，包括各種模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬方法、脫冰跳躍計(jì)算結(jié)果分析等，并得出以下結(jié)論。

(1)目前中國研究導(dǎo)線脫冰方法中，利用有限元數(shù)值仿真模擬是學(xué)者最為廣泛采用的方式，適用范圍很廣，其計(jì)算精度和準(zhǔn)確度也比較高。

(2)對于導(dǎo)線脫冰跳躍高度的研究，已有研究通過試驗(yàn)給出了跳躍高度的計(jì)算方法和簡化計(jì)算公式，并可適用于多種情況；其中計(jì)算精度更高的可為中國規(guī)程的改進(jìn)提供參考。

(3)對于導(dǎo)線橫向擺幅的研究，是導(dǎo)線脫冰動(dòng)力響應(yīng)研究方向里學(xué)者涉及較少的部分；橫向擺幅對于輸電線路動(dòng)力響應(yīng)特征及線路桿塔的設(shè)計(jì)具有重要參考價(jià)值，可在此方向進(jìn)行深入研究。

(4)隨著特高壓輸電線路的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)有研究研究均缺乏對多分裂、大截面特高壓輸電導(dǎo)線脫冰跳躍形態(tài)及塔線受力特性的研究。

(5)在前期的研究基礎(chǔ)上，可以綜合利用多學(xué)科交叉，提出脫冰跳躍預(yù)測技術(shù)與智能除冰系統(tǒng)研究。