《輸電線路脫冰振動機理分析與抑制方法研究》是依託南京理工大學，由謝云云擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：輸電線路脫冰振動機理分析與抑制方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：謝云云
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對嚴重威脅輸電線路安全穩定運行的脫冰振動問題，開展輸電線路脫冰振動機理分析和抑制方法研究。對不同地形條件下的輸電線路，建立檔距和高差不均勻的輸電線路模型，計算單檔及多檔連續脫冰時輸電線路脫冰振動回響特徵，分析輸電線路、覆冰和脫冰方式對導線位移和輸電線路受力等輸電線路脫冰回響特徵的影響規律，指導輸電線路的設計和運行。針對不同的輸電線路模型和脫冰模型，分析不同脫冰振動抑制方法對導線振動和桿塔振動抑制的有效性，建立導線和桿塔的非線性動力方程，揭示不同場景下振動抑制的機理，運用結構控制的思路，最佳化脫冰振動抑制措施。該項目能夠為輸電線路的規劃設計提供依據，提高我國電網運行的可靠性，進一步還可推廣到軌道交通領域的供電網路覆冰災害的防災減災工作中，具有重要的理論和實際意義。
結題摘要
隨著自然環境的變化，全球極端冰雪災害的出現頻率呈上升趨勢。在覆冰災害發生過程中，輸電線路脫冰振動是引起輸電線路故障的重要原因，脫冰後導線大幅度振動可能引發機械和電氣事故。現有輸電線路脫冰振動的分析和抑制方法研究主要針對固定量脫冰，但是實際輸電線路脫冰形式除固定量脫冰外，還包括連續誘導脫冰，尤其隨著近年來熱力學除冰技術的發展，熱力學除冰過程中，覆冰脫落的形式以連續的連續誘導脫冰為主。現有連續誘導脫冰振動分析研究中，主要採用固定速度脫凍的方式模擬連續誘導脫冰，基於商業有限元軟體計算脫冰動態回響，忽略了導線與覆冰間的耦合，難以適用於不均勻覆冰、非同期脫冰等場景的仿真分析。因此，揭示連續誘導脫冰引起導線振動的機理，建立連續誘導脫凍的動力學回響模型，評估輸電線路在連續誘導脫冰條件下的回響特性，進而設計全面考慮不同脫冰場景的導線振動抑制措施，是提高輸電線路防禦覆冰災害的有效途徑。為此：1、本項目首先對比了有限元軟體ANSYS和懸索結構分析的有限單元法兩種建模方法，對比結果表明後者靈活性更好，更加適用於複雜場景；2、在此基礎上，本項目提出了基於有限單元法的融冰環境下輸電線路連續誘導脫冰動態回響分析方法，實現了複雜場景下連續誘導脫冰回響計算；3、本項目搭建了輸電線路脫冰振動模擬實驗平台，通過實驗結果與仿真結果進行對比，驗證了本文提出所提方法的有效性；4、本項目進一步利用重慶大學融冰實驗結果，驗證本文模型的連續誘導脫冰動態回響分析方法的有效性，並對關鍵影響因素進行仿真分析，總結不同因素對連續誘導脫冰跳躍高度的影響；5、為了抑制脫冰振動，本項目提出了綜合考慮連續誘導脫冰和固定量脫凍的防震錘位置最佳化方法，基於連續誘導脫冰動態回響模型，分析不同防震錘布置位置對脫冰振動的抑制效果，最佳化防震錘的布置位置。本項目研究成果為輸電線路抗冰設計、熱力學除冰調度和脫冰振動的抑制提供了理論支持。
