110kV线路格构式输电塔线体系三维动力特性与风振响应分析.doc

110kV线路格构式输电塔线体系三维动力特性与风振响应分析
黄卫菊1, 武利会2, 邹良浩3, 樊友平3
HUANG Wei-ju1, WU Li-hui2, TANG Cheng3
(1. 佛山电力设计院有限公司, 广东佛山 528000; 2. 中国南方电网广东电网公司佛山局, 广东佛山 528000; 3. 武汉大学, 湖北武汉 430072)
摘要:基于准稳定理论,采用频域法计算了110kV线路输电塔线体系在60度风向角和90度风向角情况下输电塔在挂线和不挂线情况下的均方根位移响应。通过比较各风向角情况以及输电塔在挂线和不挂线情况下的风振响应,研究了导线对输电塔风振响应的贡献和输电塔的抗风设计最不利风向角情况。
关键词:输电塔线体系;风振响应;风荷载
中图分类号: 文献标识码:A
Theoretical Analysis of 3-D Dynamic Charicteristics and Wind-Induced Vibration of 110kV Electrical Transmission Tower-Line System
HUANG Wei-ju1,WU Li-hui2, ZOU Liang-hao 3, FAN You-ping3
( Electric Power Design Institute Co.,Ltd, foshan 528200 , China ; 2. Foshan Power Supply Bureau, Guangdong Power Grid Corporation, China Southern Power Grid , foshan 528000 , China ;3. School of Electrical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, Hubei Province, China)
Abstract: Based on quasi-steady theory, the analytic method to evaluate wind-induced RMS displacement responses of 110kV electrical transmission tower with and without lines is established at 60 degree and 90 degree angles of wind approach in frequency domain. paring wind-induced dynamic responses of electrical transmission tower at different angles of wind approach, as well as the responses with and without lines, the contributions of lines to wind-induced dynamic responses of transmission tower and the worst angles of wind approach are demonstrated.
Key words: Electrical transmission tower-line system; Wind-induced dynamic response; Wind loads
1 引言
输电塔线体系是电力传输的重要载体,其安全性是国民经济正常运行的重要保证。输电塔-线体系属于典型的柔性结构,质量轻,阻尼小,自振频率比较低,对风荷载的作用十分敏感。在超高大跨越输电塔-线体系的设计荷载中,风荷载是起决定作用的外荷载之一。十多年来,已在输电塔-线体系动力计算模型与动力特性分析、风荷载模型与风振响应分析方法以及风洞试验、现场实测等方面有所进展[1-8]。然而,由于导线的非线性,输电塔线体系成为十分复杂的空间耦联体系,其抗风设计方法还不够成熟,我国现有的规范将输电塔和导线分开来进行设计,将导线的荷载直接作用于输电塔上[9]。输电塔和导线的动力响应分开考虑,并以此为基础分别得到了输电塔和导线的风振系数。从现场实测、气弹模型风洞试验观测到输电塔-线耦合体系的风致效应十分复杂。将输电塔和导线分开进行考虑势必产生较大误差。但是,风工程界至今未能建立一种具有较高精度的格构式输电塔-线体系风振响应分析计算方法。郭勇、孙炳楠[10]和梁枢果、朱继华[11]分别采用时域法和频域法进行了输电塔线体系风振响应的分析,并得到了一些有用的结论。
本文基于准稳定理论,采用davenport谱对广东阳江地区平闸甲线110