【摘要】：避雷針是防止變電站內(nèi)配電裝置遭受雷電損壞的保障。根據(jù)GB50135-2006,在抗震設(shè)防烈度為6度的地區(qū),其可不進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算,風(fēng)荷載是其控制荷載。與傳統(tǒng)圓柱形單鋼管獨(dú)立避雷針相比,拔梢桿單鋼管結(jié)構(gòu)的力學(xué)表現(xiàn)更優(yōu)秀;除傳統(tǒng)材料力學(xué)方法外,目前避雷針設(shè)計(jì)方法主要分為以脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程模擬為主要手段的隨機(jī)振動(dòng)模型設(shè)計(jì)法和以有限元軟件建模的擬靜力風(fēng)荷載作用設(shè)計(jì)法;由于脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程模擬過于耗時(shí)、有限元軟件版權(quán)費(fèi)用昂貴等原因,兩者均未被具體設(shè)計(jì)人員大規(guī)模應(yīng)用。基于以上問題,本文進(jìn)行了以下研究:(1)比較了《變電構(gòu)架設(shè)計(jì)手冊(cè)》風(fēng)振系數(shù)和AR法風(fēng)振系數(shù)用于單鋼管獨(dú)立避雷針設(shè)計(jì)時(shí)的結(jié)構(gòu)可靠性高低。從某6度抗震設(shè)防區(qū)220kV變電站內(nèi)避雷針更換工程實(shí)例出發(fā),給出了35m單鋼管避雷針按《手冊(cè)》和相關(guān)規(guī)范的材料力學(xué)計(jì)算方法,包括鋼管強(qiáng)度驗(yàn)算、避雷針30m標(biāo)高處的水平位移計(jì)算等。基于避雷針的組裝圖,在ANSYS Workbench中建立了有限元模型,并且將《手冊(cè)》中的風(fēng)振系數(shù)和AR模擬風(fēng)振系數(shù)分別代入計(jì)算該結(jié)構(gòu)的水平位移,比較了兩者的大小;(2)研究了單鋼管獨(dú)立避雷針的P-Δ效應(yīng)增大因子。基于該220kV變電站原設(shè)計(jì)方案的問題,進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);并建立了25m、35m、45m、55m、60m單鋼管獨(dú)立避雷針ANSYS有限元模型,計(jì)算了在基本風(fēng)壓0.2~1.2之間,考慮P-Δ效應(yīng)和不考慮P-Δ效應(yīng)時(shí),其支架頂部水平位移;并總結(jié)出了P-Δ效應(yīng)增大因子取值;(3)研究了鋼管的拔梢坡度與頂部水平位移的關(guān)系。根據(jù)管壁厚度和拔梢坡度不同,建立了4×28個(gè)10m高、底部外徑為450mm,和7×53個(gè)10m高、底部外徑為1200mm的拔梢桿ANSYS有限元模型,通過有限元模型計(jì)算數(shù)據(jù),繪制了拔梢坡度與鋼管頂部水平位移的關(guān)系曲線,并得出隨拔梢坡度增大其頂部水平位移有減小趨勢(shì)的結(jié)論�；谝陨涎芯�,本文提出了拔梢單鋼管獨(dú)立避雷針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化方法,將方便廣大設(shè)計(jì)人員,提高設(shè)計(jì)效率,有利于拔梢桿的推廣使用。
【圖文】：

圖 1-1 單鋼管獨(dú)立避雷針 圖 1-2 格構(gòu)式獨(dú)立避雷針圖 1-3 女兒墻上避雷帶 圖 1-4 屋脊上避雷帶隨著科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展、電氣化和數(shù)字化普及的時(shí)代來臨，，人民的物質(zhì)生活

圖 1-1 單鋼管獨(dú)立避雷針 圖 1-2 格構(gòu)式獨(dú)立避雷針圖 1-3 女兒墻上避雷帶 圖 1-4 屋脊上避雷帶隨著科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展、電氣化和數(shù)字化普及的時(shí)代來臨，人民的物質(zhì)生活
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM863;TU392.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 潘猛;李健;崔成;沈磊;;預(yù)防110kV變電站避雷針斷裂的方法研究[J];科技與企業(yè);2015年23期

2 駱永生;;建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與思路的研究[J];安徽建筑;2015年05期

3 張X;苗用新;白建輝;;基于靜風(fēng)壓的獨(dú)立避雷針橫截面優(yōu)化[J];河北工程技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào);2015年03期

4 孫海峰;嚴(yán)青榮;鄭平;付成武;;鋼管模板支架風(fēng)荷載體型系數(shù)的探討[J];浙江建筑;2015年05期

5 馬崇;程明;陳韶瑜;張兆凱;;風(fēng)載荷下避雷針?biāo)o態(tài)受力分析[J];河北電力技術(shù);2015年01期

6 柯世堂;王同光;梁俊;趙林;;兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值探討[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2014年04期

7 陶玲;黃鵬;顧明;全涌;;低矮建筑屋面風(fēng)荷載分區(qū)體型系數(shù)研究[J];建筑結(jié)構(gòu);2014年10期

8 沈之容;李孫偉;倪陽;;沿海高聳結(jié)構(gòu)臺(tái)風(fēng)風(fēng)壓高度變化系數(shù)取值初探[J];建筑結(jié)構(gòu);2013年24期

9 龍海波;陶青松;;1000kV特高壓輸電鋼管塔風(fēng)振系數(shù)取值優(yōu)化分析[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2013年S1期

10 徐志強(qiáng);劉紅;;分析鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究進(jìn)展與展望[J];中國建筑金屬結(jié)構(gòu);2013年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 于鵬飛;變電站避雷針結(jié)構(gòu)順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)研究[D];鄭州大學(xué);2018年

2 張習(xí)卓;特高壓主變套管設(shè)備引下線及接線端子力學(xué)性能研究[D];鄭州大學(xué);2018年

3 高陽;低矮建筑屋面局部極值風(fēng)壓特性的風(fēng)洞試驗(yàn)研究[D];湖南科技大學(xué);2017年

4 宋玉;1000千伏特高壓鐵塔組立施工中的抗風(fēng)能力研究[D];東北電力大學(xué);2017年

5 孫光華;不規(guī)則光伏板陣列群風(fēng)荷載體型系數(shù)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2017年

6 王光達(dá);基于CFD的雕塑類建筑風(fēng)荷載體型系數(shù)研究[D];東南大學(xué);2016年

7 袁翔;矩五拱折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)繞流計(jì)算技術(shù)與風(fēng)荷載體型系數(shù)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

8 伍斯;基于ANSYS的避雷針桿的有限元分析[D];湖北工業(yè)大學(xué);2012年

9 高東方;避雷鋼管塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振特性與控制研究[D];鄭州大學(xué);2011年

10 寧小文;二階彈塑性分析在鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2589893