【摘要】：為了更好的進(jìn)行資源配置,滿足大規(guī)模輸電的需要,我國的特高壓工程近年來迅猛發(fā)展,已走在世界的前列。而隨著電壓等級(jí)不斷攀升,對線路絕緣的要求也日益嚴(yán)苛,絕緣子串也在往更長、聯(lián)數(shù)更多的方向發(fā)展。長度和聯(lián)數(shù)的增加,不僅會(huì)使抗側(cè)剛度減小,更易發(fā)生風(fēng)偏,而且會(huì)加劇各聯(lián)之間的氣流尾流的相互影響,引發(fā)風(fēng)激振動(dòng)。在已建成的特高壓輸電線路中已發(fā)生過多起絕緣子串風(fēng)偏、風(fēng)振現(xiàn)象。為了系統(tǒng)的分析特高壓絕緣子串在風(fēng)荷載作用下的力學(xué)特性,該文結(jié)合理論分析、數(shù)值模擬、風(fēng)洞試驗(yàn)等方法,完成了四項(xiàng)重要內(nèi)容:(1)首先通過風(fēng)洞試驗(yàn)對不同盤型絕緣子串的體型系數(shù)進(jìn)行對比,并探索使用FLUENT軟件模擬絕緣子串風(fēng)洞試驗(yàn)的可能性和技術(shù)手段。發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和組裝網(wǎng)格都可以較好的擬合出風(fēng)洞試驗(yàn),并可以準(zhǔn)確獲取絕緣子串各處的風(fēng)壓分布規(guī)律及尾流特性。(2)首先使用有限元軟件對Ⅴ型復(fù)合絕緣子串的風(fēng)偏過程和風(fēng)偏特性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在其風(fēng)偏過程中,背風(fēng)肢隨風(fēng)荷載的最大應(yīng)力會(huì)先減小再增大,風(fēng)力放大系數(shù)為1時(shí)應(yīng)力最小,迎風(fēng)肢隨著風(fēng)荷載的變大一直呈增大趨勢。越是夾角小的絕緣子串剛發(fā)生風(fēng)偏時(shí),其受力與Ⅰ串越接近,此時(shí)背風(fēng)肢對整體受力影響不大;而隨著風(fēng)偏的加劇,背風(fēng)肢受壓,可以增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)抵制風(fēng)偏的能力。此時(shí)迎風(fēng)肢不僅要承擔(dān)風(fēng)荷載的作用,還要承擔(dān)一部分的由背風(fēng)肢受壓而產(chǎn)生的彎矩的作用。隨著V串夾角的增大,剛發(fā)生風(fēng)偏時(shí),背風(fēng)肢開始承擔(dān)更多的風(fēng)荷載。而隨著風(fēng)偏的加劇,背風(fēng)肢對整體受力的影響慢慢減小,其結(jié)構(gòu)慢慢的接近Ⅰ串。隨著Ⅴ型串夾角的變大,背風(fēng)肢的最大應(yīng)力呈減小的趨勢,迎風(fēng)肢最大其應(yīng)力曲線愈平緩,水平位移愈小,表明其抵制風(fēng)偏的能力愈強(qiáng)。實(shí)際最大風(fēng)偏角跟Ⅴ串夾角有關(guān),Ⅴ串的夾角越大,實(shí)際最大風(fēng)偏角與設(shè)計(jì)風(fēng)偏角的差值越小。又通過風(fēng)偏模擬試驗(yàn)進(jìn)行對比分析,有限元的應(yīng)力結(jié)果和風(fēng)偏試驗(yàn)的應(yīng)力結(jié)果可以較好的擬合,但位移結(jié)果相差較大,原因是絕緣子的位移主要是由連接金具的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)引起的。(3)用理論分析的方法討論了影響絕緣子風(fēng)振的不同因素,并通過風(fēng)洞試驗(yàn),利用對比升力系數(shù)負(fù)斜率的方法分析了不同盤型絕緣子串發(fā)生風(fēng)振的可能性。(4)分析了間隔棒抑制風(fēng)偏的機(jī)理,根據(jù)間隔棒設(shè)計(jì)的原則,設(shè)計(jì)了橫向調(diào)整剛性支撐間隔棒、橫向調(diào)整柔性支撐間隔棒兩種類型間隔棒,并通過有限元軟件分析了添加間隔棒對電廠分布的影響,發(fā)現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)對整體電場分布影響較小。
文內(nèi)圖片：
圖片說明： Ｊ~|逡逑圖邋２－１邐１．４ｍｘ邋１．４ｍ邋風(fēng)洞逡逑絕緣子串為多個(gè)相同絕緣子首尾相連結(jié)構(gòu)，如圖２－２所示，節(jié)段模型可以反逡逑映實(shí)際結(jié)構(gòu)的體型系數(shù)，故本研宄采用絕緣子串節(jié)段模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。為了保逡逑證試驗(yàn)結(jié)果的正確性和重復(fù)性，試驗(yàn)采用１９種真型絕緣子節(jié)段，含耐污防污型、逡逑草帽型等１６種陶瓷絕緣子以及三種復(fù)合絕緣子串。為了排除表面粗糙度帶來的逡逑干擾，本試驗(yàn)沒有使用有機(jī)塑料、管件等模擬的表面光滑的絕緣子模型，，直接采逡逑用實(shí)際工程中應(yīng)用的絕緣子，以期減少誤差，如圖２－３所示。逡逑ＩＩＩ逡逑，■；＂逡逑0邋＇￣ｙ逡逑圖２－２工程應(yīng)用中的絕緣子串逡逑由于采用實(shí)際絕緣子串，試品重達(dá)ｌ00ｋｇ，而風(fēng)荷載相對較小�？紤]到試驗(yàn)逡逑精度及天平的承載力，此次試驗(yàn)采用了中國空氣動(dòng)力研宄與發(fā)展中心低速空氣動(dòng)逡逑力研宄所研制的高荷載雙天平試驗(yàn)系統(tǒng)
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圖片說明： 草帽型等１６種陶瓷絕緣子以及三種復(fù)合絕緣子串。為了排除表面粗糙度帶來的逡逑干擾，本試驗(yàn)沒有使用有機(jī)塑料、管件等模擬的表面光滑的絕緣子模型，直接采逡逑用實(shí)際工程中應(yīng)用的絕緣子，以期減少誤差，如圖２－３所示。逡逑ＩＩＩ逡逑，■；＂逡逑0邋＇￣ｙ逡逑圖２－２工程應(yīng)用中的絕緣子串逡逑由于采用實(shí)際絕緣子串，試品重達(dá)ｌ00ｋｇ，而風(fēng)荷載相對較小。考慮到試驗(yàn)逡逑精度及天平的承載力，此次試驗(yàn)采用了中國空氣動(dòng)力研宄與發(fā)展中心低速空氣動(dòng)逡逑力研宄所研制的高荷載雙天平試驗(yàn)系統(tǒng)，采用豎向支撐，解決了重量大的模型測逡逑試問題。逡逑６逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國電力科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM216

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2515510