多元極端環(huán)境下輸電線路風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)內(nèi)容簡介

我國西部尤其是新疆地區(qū)，由外部多元極端環(huán)境導(dǎo)致的輸電線路故障問題尤為突出，新疆境內(nèi)廣泛分布的九大風(fēng)區(qū)，加之沙塵、覆冰、大溫差等耦合環(huán)境的作用，導(dǎo)致由風(fēng)偏、舞動(dòng)、脫冰跳躍等引起的故障跳閘案例頻繁發(fā)生，給電網(wǎng)運(yùn)維帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對上述問題，作者吸取了我國在輸電線路運(yùn)維管理、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，通過理論研究、數(shù)值模擬和模擬試驗(yàn)等手段，針對強(qiáng)風(fēng)、風(fēng)沙耦合、覆冰等多元環(huán)境下輸電線路的外部載荷機(jī)制、失效機(jī)理以及防治措施開展了大量研究，結(jié)合近年來承擔(dān)的國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目成果，撰寫了《多元極端環(huán)境下輸電線路風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)》。

《多元極端環(huán)境下輸電線路風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)》系統(tǒng)地提供了多元極端環(huán)境下的輸電線路動(dòng)力災(zāi)變的各種理論和技術(shù)手段，共分為六章，分別為緒論、強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境下輸電線路風(fēng)荷載、強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境下輸電塔構(gòu)件耐磨防腐技術(shù)、強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境下輸電線路風(fēng)偏、輸電線路覆冰舞動(dòng)、輸電線路脫冰跳躍。

通過對《多元極端環(huán)境下輸電線路風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)》進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，讀者能夠清楚地了解和掌握多元極端環(huán)境下的輸電線路風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)的相關(guān)理論原理、數(shù)值模擬及試驗(yàn)方法，有助于促進(jìn)相關(guān)技術(shù)人員和科研工作者的技術(shù)交流和創(chuàng)新工作。

前言

第一章 緒論

1．1 研究背景

1．2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

第二章 強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境下輸電線路風(fēng)荷載

2．1 風(fēng)沙流下單圓柱繞流

2．2 風(fēng)沙流下圓鋼輸電塔架節(jié)段風(fēng)荷載

2．3 輸電桿塔風(fēng)振系數(shù)

2．4 本章小結(jié)

第三章 強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境下輸電塔構(gòu)件的沖蝕磨損與腐蝕

3．1 強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境下輸電塔構(gòu)件沖蝕磨損

3．2 輸電塔構(gòu)件腐蝕規(guī)律

3．3 本章小結(jié)

第四章 強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境下輸電線路風(fēng)偏

4．1 風(fēng)偏角計(jì)算方法合理性分析

4．2 絕緣子串風(fēng)偏可靠度計(jì)算

4．3 絕緣子串風(fēng)偏可靠度影響因素分析

4．4 沙塵對絕緣子串絕緣性能和風(fēng)偏可靠度的影響

4．5 本章小結(jié)

第五章 輸電線路覆冰舞動(dòng)

5．1 輸電線路舞動(dòng)機(jī)理

5．2 輸電線路防舞動(dòng)措施對比分析

5．3 本章小結(jié)

第六章 輸電線路脫冰跳躍

6．1 單跨輸電線路均勻脫冰最大跳躍高度理論算法

6．2 輸電線路脫冰振動(dòng)風(fēng)洞試驗(yàn)

6．3 輸電線路脫冰振動(dòng)的影響因素分析

6．4 輸電塔一線體系的脫冰振動(dòng)分析

6．5 輸電線路脫冰跳躍減振措施分析

6．6 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)2100433B

本文將典型高壓輸電塔分為塔頭、塔身和塔腿三部分，應(yīng)用高頻天平測力風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)，分別研究了塔頭、塔身結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性及作用機(jī)理。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立了結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的解析模型，計(jì)算了輸電塔的風(fēng)致響應(yīng)，分析了結(jié)構(gòu)阻尼比、模態(tài)數(shù)目等參數(shù)對響應(yīng)的影響。采用廣義陣風(fēng)因子法給出了輸電塔等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算方法，對比了不同規(guī)范給出的等效靜力風(fēng)荷載，所得結(jié)論對完善我國輸電塔風(fēng)荷載規(guī)范條文有參考價(jià)值。

前言

第1章 緒論

1.1 輸電塔線體系風(fēng)振響應(yīng)研究綜述

1.1.1 研究意義

1.1.2 輸電塔線體系風(fēng)振響應(yīng)研究進(jìn)展

1.2 國內(nèi)外輸電線系統(tǒng)風(fēng)荷載規(guī)范概述

1.2.1 國際電工委員會(huì)輸電線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[IEC60826(2003)]

1.2.2 歐洲(英國)規(guī)范(BSEN1993—3—1：2006，BSEN1991—1—4：2005)

1.2.3 ASCE標(biāo)準(zhǔn)(No.74，2009)

1.2.4 中國規(guī)范(GB50545—2010)

1.3 存在的問題和不足

1.4 研究內(nèi)容

第2章 格構(gòu)式輸電塔片段剛性模型測力風(fēng)洞試驗(yàn)

2.1 引言

2.2 片段剛性模型高頻動(dòng)態(tài)天平測力風(fēng)洞試驗(yàn)概要

2.2.1 高頻動(dòng)態(tài)天平試驗(yàn)原理簡介

2.2.2 風(fēng)洞簡介

2.2.3 數(shù)據(jù)處理

2.3 輸電塔頭、塔身風(fēng)力特征

2.3.1 風(fēng)力系數(shù)

2.3.2 基底剪力、扭矩功率譜密度

2.3.3 基底剪力、扭矩的相干性

2.3.4 風(fēng)荷載作用機(jī)理試分析

2.3.5 靜動(dòng)力折算高度

2.4 本章小結(jié)

第3章 格構(gòu)式輸電塔外加風(fēng)荷載簡化數(shù)學(xué)模型

3.1 引言

3.2 最小二乘法基本原理

3.3 風(fēng)力系數(shù)擬合

3.3.1 多項(xiàng)式階次的選取

3.3.2 平均風(fēng)力系數(shù)擬合公式

3.3.3 脈動(dòng)風(fēng)力系數(shù)擬合公式

3.4 功率譜擬合

3.4.1 順風(fēng)向基底剪力功率譜密度

3.4.2 橫風(fēng)向基底剪力和基底扭矩功率譜密度

3.4.3 功率譜曲線擬合誤差 3.5 本章小結(jié)

第4章 輸電塔風(fēng)致響應(yīng)及參數(shù)分析

4.1 引言

4.2 格構(gòu)式輸電塔風(fēng)致響應(yīng)計(jì)算方法

4.2.1 氣動(dòng)力的確定 4.2.2 時(shí)程分析方法

4.2.3 平穩(wěn)激勵(lì)下線性系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)的模態(tài)疊加法

4.2.4 格構(gòu)式輸電塔風(fēng)致響應(yīng)分析計(jì)算流程圖

4.3 輸電塔風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算

4.3.1 結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算參數(shù)的選取

4.3.2 有限元模型的建立荷載輸入點(diǎn)的選取

4.3.3 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析

4.3.4 風(fēng)振響應(yīng)時(shí)、頻域結(jié)果比較

4.3.5 輸電塔響應(yīng)隨風(fēng)向變化

4.3.6 結(jié)構(gòu)響應(yīng)的功率譜特性

4.4 輸電塔風(fēng)振響應(yīng)的參數(shù)分析

4.4.1 結(jié)構(gòu)阻尼比

4.4.2 參振模態(tài)的數(shù)目

4.4.3 模態(tài)交叉項(xiàng) 4.5 酒杯型塔與鼓型塔響應(yīng)比較

4.6 輸電塔簡化計(jì)算模型

4.6.1 簡化模型的建立

4.6.2 響應(yīng)比較

4.6.3 誤差及簡化方法適用范圍分析

4.6.4 氣動(dòng)阻尼

4.7 本章小結(jié)

第5章 輸電塔等效靜力風(fēng)荷載及規(guī)范比較

5.1 引言

5.2 等效靜力風(fēng)荷載簡介

5.3 結(jié)構(gòu)風(fēng)致響應(yīng)及等效靜力風(fēng)荷載

5.3.1 風(fēng)致響應(yīng)

5.3.2 等效靜力風(fēng)荷載

5.4 輸電塔風(fēng)荷載規(guī)范及試驗(yàn)比較

5.4.1 基本風(fēng)速

5.4.2 風(fēng)力系數(shù)(focecoefficient)

5.4.3 陣風(fēng)荷載因子

5.4.4 荷載因子(荷載系數(shù) )

5.4.5 等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算流程

5.4.6 500kV典型輸電塔等效風(fēng)荷載及風(fēng)振響應(yīng)比較

5.5 本章小結(jié)

第6章 結(jié)論與展望

6.1 研究總結(jié)

6.1.1 格構(gòu)式輸電塔風(fēng)荷載特性

6.1.2 典型輸電塔風(fēng)致響應(yīng)

6.1.3 風(fēng)荷載模型及響應(yīng)規(guī)范比較

6.2 研究展望參考文獻(xiàn) 2100433B

本項(xiàng)目主要研究構(gòu)建一套能夠滿足低矮建筑物風(fēng)荷載和復(fù)雜地貌的近地面風(fēng)場狀況實(shí)測研究需要、同原型尺寸基本相當(dāng)、可移動(dòng)的的模型房屋及測試系統(tǒng)。在臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)將該系統(tǒng)布置在臺(tái)風(fēng)登陸地區(qū)開展實(shí)測研究，變被動(dòng)的等待臺(tái)風(fēng)登陸為主動(dòng)的尋找臺(tái)風(fēng)，創(chuàng)造開展實(shí)測研究的機(jī)會(huì)。重點(diǎn)研究強(qiáng)臺(tái)風(fēng)時(shí)近地面風(fēng)場狀況（風(fēng)速剖面、湍流度剖面、功率譜等）和低矮房屋風(fēng)荷載狀況，獲得具有工程意義和科學(xué)價(jià)值的實(shí)測數(shù)據(jù)。將近年來迅速發(fā)展的新方法和新技術(shù)應(yīng)用于實(shí)測系統(tǒng)的建造和實(shí)測數(shù)據(jù)的分析，以獲得更加準(zhǔn)確和可靠的實(shí)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)低矮建筑物風(fēng)效應(yīng)的典型性特征。將現(xiàn)場實(shí)測、風(fēng)洞試驗(yàn)、數(shù)值模擬等研究手段結(jié)合起來開展低矮建筑物抗風(fēng)問題的研究，挖掘不同研究手段所獲得結(jié)果的相似性特征，檢驗(yàn)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)一步的改進(jìn)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法。提出在臺(tái)風(fēng)作用下低矮建筑物的等效風(fēng)荷載確定的新方法，為低矮建筑物的抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。 2100433B