高壓輸電線路風(fēng)振動(dòng)張力荷載的作用機(jī)理與評估方法

輸電線風(fēng)荷載的實(shí)質(zhì)是強(qiáng)風(fēng)下線路大幅振動(dòng)對桿塔的動(dòng)張力作用。隨著高壓輸電網(wǎng)向多分裂、大跨度、高架空、多回路方向發(fā)展，這種作用更為顯著和復(fù)雜。由于輸電線結(jié)構(gòu)自身特有的振動(dòng)復(fù)雜性及風(fēng)場的隨機(jī)性與空間相關(guān)性，目前對其形成機(jī)制的認(rèn)識尚未明確，尤其是缺乏完備的動(dòng)張力計(jì)算理論及合理的荷載評估方法，已成為當(dāng)前線路抗風(fēng)研究的發(fā)展瓶頸。項(xiàng)目以導(dǎo)線風(fēng)振隨機(jī)動(dòng)張力效應(yīng)為研究對象，通過改進(jìn)和完善剛性模型測力及氣彈性模型動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)，逐步從單根、單相、空間多相導(dǎo)線三個(gè)層面，系統(tǒng)研究典型大跨絕緣子-導(dǎo)線系統(tǒng)的氣動(dòng)特性及隨機(jī)動(dòng)張力響應(yīng)的規(guī)律；依據(jù)連續(xù)懸索動(dòng)力理論，完成空間風(fēng)振隨機(jī)動(dòng)張力荷載效應(yīng)的時(shí)域理論計(jì)算及頻譜解析方法的建模；繼而在全面揭示動(dòng)張力荷載內(nèi)在形成機(jī)制、影響因素及變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，改進(jìn)和完善了輸電線路風(fēng)荷載效應(yīng)評估理論和抗風(fēng)設(shè)計(jì)的方法。研究內(nèi)容主要包括（1）輸電線體型系數(shù)的剛性節(jié)段測力試驗(yàn)研究；（2）標(biāo)準(zhǔn)縮尺比氣動(dòng)彈性模型的動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)研究（3）輸電線風(fēng)振動(dòng)張力響應(yīng)的時(shí)頻域理論計(jì)算方法研究。項(xiàng)目的完成很大程度上拓展了現(xiàn)有的輸電線力學(xué)性能的力學(xué)計(jì)算和分析方法，也推動(dòng)了國際現(xiàn)有的索結(jié)構(gòu)力學(xué)分析理論和試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)研究。該課題的完成為解決高壓輸電線路抗風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題提供新的途徑。 2100433B

輸電線風(fēng)荷載的實(shí)質(zhì)是強(qiáng)風(fēng)下線路大幅振動(dòng)對桿塔的動(dòng)張力作用。隨著高壓輸電網(wǎng)向多分裂、大跨度、高架空、多回路方向發(fā)展，這種作用更為顯著和復(fù)雜。但由于輸電線結(jié)構(gòu)自身特有的振動(dòng)復(fù)雜性及風(fēng)場的隨機(jī)性與空間相關(guān)性，目前對其形成機(jī)制的認(rèn)識尚未明確，尤其是缺乏完備的動(dòng)張力計(jì)算理論及合理的荷載評估方法，這已成為當(dāng)前線路抗風(fēng)研究的發(fā)展瓶頸。本項(xiàng)目以導(dǎo)線風(fēng)振隨機(jī)動(dòng)張力效應(yīng)為研究對象，通過改進(jìn)和完善剛性模型測力及氣彈性模型動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)，逐步從單根、單相、空間多相導(dǎo)線三個(gè)層面，系統(tǒng)研究典型大跨絕緣子-導(dǎo)線系統(tǒng)的氣動(dòng)特性及隨機(jī)動(dòng)張力響應(yīng)的規(guī)律；依據(jù)連續(xù)懸索動(dòng)力理論，完成空間風(fēng)振隨機(jī)動(dòng)張力荷載效應(yīng)的時(shí)域理論計(jì)算及頻譜解析方法的建模；繼而在全面揭示動(dòng)張力荷載內(nèi)在形成機(jī)制、影響因素及變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，建立輸電線路風(fēng)效應(yīng)評估理論及等效風(fēng)荷載實(shí)用計(jì)算方法。項(xiàng)目研究將為解決高壓輸電線路抗風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題提供新的途徑、建立理論與試驗(yàn)基礎(chǔ)。

對于高壓輸電線路結(jié)構(gòu)而言，風(fēng)荷載是其設(shè)計(jì)控制荷載。隨著我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的調(diào)整，特高壓電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)在我國展開。特高壓線路有更高的對地距離、單相八分裂大截面導(dǎo)線以及更大的檔距，使線路的風(fēng)荷載有很大幅度提高。然而，由于輸電線風(fēng)荷載、風(fēng)場的復(fù)雜性以及分裂導(dǎo)線復(fù)雜的振動(dòng)形式，至今還沒有一個(gè)完整的線路風(fēng)荷載評估理論和設(shè)計(jì)方法。. 本項(xiàng)目擬以500kV超高壓輸電線路的風(fēng)振現(xiàn)場監(jiān)測和風(fēng)洞試驗(yàn)為基礎(chǔ)，進(jìn)行以下內(nèi)容的研究：強(qiáng)風(fēng)風(fēng)場的現(xiàn)場實(shí)測以及物理隨機(jī)風(fēng)場的建模；輸電線風(fēng)致抖振響應(yīng)分析的非定常方法及響應(yīng)特性研究；導(dǎo)線動(dòng)張力對線路荷載的影響機(jī)理及計(jì)算方法；考慮間隔棒結(jié)構(gòu)特性與分布形式、不同類型絕緣子特性的導(dǎo)線風(fēng)振響應(yīng)、風(fēng)荷載的形成機(jī)理及分布規(guī)律。通過研究，提出考慮動(dòng)力風(fēng)振效應(yīng)的高壓輸電線路風(fēng)荷載評估理論，給出輸電線路風(fēng)荷載的精細(xì)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 2100433B

紅外光譜的產(chǎn)生和表示在分子的振動(dòng)過程中，只有那些能引起分子偶極矩改變的振動(dòng)，才能吸收紅外輻射，從而在紅外光譜中出現(xiàn)吸收譜帶。多原子分子的振動(dòng)是由許多簡單的、獨(dú)立的振動(dòng)組合而成的。在每個(gè)獨(dú)立的振動(dòng)中，所有原子都是以相同相位運(yùn)動(dòng)，可以近似地看作諧振子振動(dòng)。這種振動(dòng)稱為簡正振動(dòng)。每個(gè)簡正振動(dòng)具有一定的能量，故應(yīng)在特有的波數(shù)位置產(chǎn)生吸收。由n個(gè)原子組成的多原子分子存在有3n—6個(gè)簡正振動(dòng)，而線型分子則為3n-5個(gè)簡正振動(dòng)。在簡單分子中，對這些基本振動(dòng)進(jìn)行理論解析是可能的，但在實(shí)際的復(fù)雜有機(jī)化合物中，簡正振動(dòng)數(shù)目很多，而且由于倍頻振動(dòng)和組合頻振動(dòng)也會出現(xiàn)吸收，所以使紅外光譜變得很復(fù)雜。對于所有的紅外吸收譜帶在理論上進(jìn)行解析將是非常困難的。

因此，當(dāng)紅外光譜用于定性分析時(shí)，通常是利用各種特征頻率吸收圖表，選出與官能團(tuán)和骨架構(gòu)有關(guān)的吸收譜帶，而且還要與待定化合物的標(biāo)準(zhǔn)光譜相比較才能得出結(jié)論。

學(xué)習(xí)振動(dòng)形式，有利于掌握各種典型的紅外光譜圖，為準(zhǔn)確快速解析紅外光譜圖有重要意義。