【摘要】：輸電桿塔是電力輸電系統(tǒng)中的重要組成部分,是高負(fù)荷電能輸送的載體,也是重要的生命線工程結(jié)構(gòu)。相比一般的土木工程結(jié)構(gòu),它兼具塔狀高聳結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn),如塔體結(jié)構(gòu)高、跨距大、柔性強(qiáng)等,其中最顯著的特點(diǎn)是它是由導(dǎo)線連接各個(gè)輸電塔組成的延綿不斷的連續(xù)體,對風(fēng)、覆冰等災(zāi)害荷載反應(yīng)敏感,容易在災(zāi)害荷載下發(fā)生破壞與倒塌現(xiàn)象。復(fù)合材料是新興材料,用于輸電桿塔上的實(shí)例較少,國內(nèi)研究尚處于初級階段。因此,對復(fù)合材料桿塔及塔線體系的動(dòng)力響應(yīng)分析具有重大意義。本文總結(jié)了復(fù)合輸電桿塔的應(yīng)用研究現(xiàn)狀、輸電塔線體系的動(dòng)力響應(yīng)研究現(xiàn)狀。以某復(fù)合材料輸電桿塔為研究對象,建立了三維有限元模型。根據(jù)懸鏈線方程得到了模擬輸電塔導(dǎo)線的空間位形曲線表達(dá)式,通過編制命令流,并選擇合理的單元對導(dǎo)線進(jìn)行合理模擬,進(jìn)而建立了更為精細(xì)化的三塔兩線輸電體系空間有限元模型。對單塔和塔線體系模型進(jìn)行動(dòng)力特性分析,分析導(dǎo)線對塔體振動(dòng)周期的影響。根據(jù)輸電桿塔及塔線體系體系在風(fēng)場中的結(jié)構(gòu)幾何特征,選用沿高度變化的Kaimal風(fēng)速譜,采用諧波疊加法模擬了輸電桿塔風(fēng)速時(shí)程,并將模擬的脈動(dòng)風(fēng)速功率譜與目標(biāo)功率譜對比,說明模擬的風(fēng)速時(shí)程是準(zhǔn)確可靠的,之后用Newmark-β法對輸電塔線體系進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)時(shí)程計(jì)算及分析,得到節(jié)點(diǎn)位移、速度、加速度、軸力、彎矩響應(yīng),并和單塔響應(yīng)做對比,得出對工程有益的結(jié)論。對復(fù)合桿塔及塔線體系進(jìn)行脫冰振動(dòng)分析,對比研究分析不同覆冰質(zhì)量和不同阻尼對輸電塔線體系的影響,包括對導(dǎo)線跨中的位移、應(yīng)力,邊塔和中塔的橫擔(dān)應(yīng)力、位移、剪力、彎矩等,從而分析塔線體系脫冰后的振動(dòng)特性,為復(fù)合輸電桿塔線路設(shè)計(jì)提供一定理論依據(jù)。
【圖文】：

圖 1-1 南加州愛迪生公司建造的 115kV 復(fù)合輸電桿5kV Composite transmission tower built by Southern California Edi圖1-2 運(yùn)行中的69kV復(fù)合輸電桿Fig.1-2 69kV composite transmission tower in operation拿大復(fù)合材料也早已開始開發(fā)應(yīng)用，比如 RS 新型材料格的復(fù)合材料桿塔，如圖 1-3 所示，這種塔不僅重量輕nia Edison 公司在它們的“未來電路”項(xiàng)目中應(yīng)用了這種

圖 1-1 南加州愛迪生公司建造的 115kV 復(fù)合輸電桿Fig.1-1 115kV Composite transmission tower built by Southern California Edison company圖1-2 運(yùn)行中的69kV復(fù)合輸電桿Fig.1-2 69kV composite transmission tower in operation此外，，在加拿大復(fù)合材料也早已開始開發(fā)應(yīng)用，比如 RS 新型材料技術(shù)公司，該公司設(shè)計(jì)了有獨(dú)特風(fēng)格的復(fù)合材料桿塔，如圖 1-3 所示，這種塔不僅重量輕，而且便于安裝。Southern California Edison 公司在它們的“未來電路”項(xiàng)目中應(yīng)用了這種桿塔，和常規(guī)的復(fù)合材料相比，具有強(qiáng)度更大、耐沖擊力更強(qiáng)等優(yōu)勢。圖1-3 RS公司生產(chǎn)的復(fù)合電桿Fig.1-3 Composite transmission tower produced by RS company
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU311.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2545323