高壓輸電線路風振動張力荷載的作用機理與評估方法項目摘要

輸電線風荷載的實質(zhì)是強風下線路大幅振動對桿塔的動張力作用。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雜。但由于輸電線結構自身特有的振動復雜性及風場的隨機性與空間相關性，目前對其形成機制的認識尚未明確，尤其是缺乏完備的動張力計算理論及合理的荷載評估方法，這已成為當前線路抗風研究的發(fā)展瓶頸。本項目以導線風振隨機動張力效應為研究對象，通過改進和完善剛性模型測力及氣彈性模型動力風洞試驗，逐步從單根、單相、空間多相導線三個層面，系統(tǒng)研究典型大跨絕緣子-導線系統(tǒng)的氣動特性及隨機動張力響應的規(guī)律；依據(jù)連續(xù)懸索動力理論，完成空間風振隨機動張力荷載效應的時域理論計算及頻譜解析方法的建模；繼而在全面揭示動張力荷載內(nèi)在形成機制、影響因素及變化規(guī)律的基礎上，建立輸電線路風效應評估理論及等效風荷載實用計算方法。項目研究將為解決高壓輸電線路抗風設計的關鍵問題提供新的途徑、建立理論與試驗基礎。

輸電線風荷載的實質(zhì)是強風下線路大幅振動對桿塔的動張力作用。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雜。由于輸電線結構自身特有的振動復雜性及風場的隨機性與空間相關性，目前對其形成機制的認識尚未明確，尤其是缺乏完備的動張力計算理論及合理的荷載評估方法，已成為當前線路抗風研究的發(fā)展瓶頸。項目以導線風振隨機動張力效應為研究對象，通過改進和完善剛性模型測力及氣彈性模型動力風洞試驗，逐步從單根、單相、空間多相導線三個層面，系統(tǒng)研究典型大跨絕緣子-導線系統(tǒng)的氣動特性及隨機動張力響應的規(guī)律；依據(jù)連續(xù)懸索動力理論，完成空間風振隨機動張力荷載效應的時域理論計算及頻譜解析方法的建模；繼而在全面揭示動張力荷載內(nèi)在形成機制、影響因素及變化規(guī)律的基礎上，改進和完善了輸電線路風荷載效應評估理論和抗風設計的方法。研究內(nèi)容主要包括（1）輸電線體型系數(shù)的剛性節(jié)段測力試驗研究；（2）標準縮尺比氣動彈性模型的動力風洞試驗研究（3）輸電線風振動張力響應的時頻域理論計算方法研究。項目的完成很大程度上拓展了現(xiàn)有的輸電線力學性能的力學計算和分析方法，也推動了國際現(xiàn)有的索結構力學分析理論和試驗方法的基礎研究。該課題的完成為解決高壓輸電線路抗風設計的關鍵問題提供新的途徑。 2100433B

對于高壓輸電線路結構而言，風荷載是其設計控制荷載。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線以及更大的檔距，使線路的風荷載有很大幅度提高。然而，由于輸電線風荷載、風場的復雜性以及分裂導線復雜的振動形式，至今還沒有一個完整的線路風荷載評估理論和設計方法。. 本項目擬以500kV超高壓輸電線路的風振現(xiàn)場監(jiān)測和風洞試驗為基礎，進行以下內(nèi)容的研究：強風風場的現(xiàn)場實測以及物理隨機風場的建模；輸電線風致抖振響應分析的非定常方法及響應特性研究；導線動張力對線路荷載的影響機理及計算方法；考慮間隔棒結構特性與分布形式、不同類型絕緣子特性的導線風振響應、風荷載的形成機理及分布規(guī)律。通過研究，提出考慮動力風振效應的高壓輸電線路風荷載評估理論，給出輸電線路風荷載的精細化設計計算方法。 2100433B

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

因此，當紅外光譜用于定性分析時，通常是利用各種特征頻率吸收圖表，選出與官能團和骨架構有關的吸收譜帶，而且還要與待定化合物的標準光譜相比較才能得出結論。

學習振動形式，有利于掌握各種典型的紅外光譜圖，為準確快速解析紅外光譜圖有重要意義。