摘要：特高压8分裂导线在风场作用下的干扰效应对导线风荷载的合理化设计非常重要。为研究该干扰效应,设计制作了特高压多分裂导线模型,进行了不同风场环境下多分裂导线的风荷载特性测试。试验采用高频测力天平测得不同风场下多分裂导线模型的3分量力,继而获得导线各种风场下阻力系数。通过比较不同导线形式、迎风方向,研究了多分裂导线在风场下的干扰效应,得到了导线风荷载随分裂导线数、雷诺数变化规律。试验结果表明8分裂导线的干扰效应显著,实测风荷载结果较现行规范计算结果有明显降低,表明现行规范中的8分裂导线风荷载计算方法偏于保守。特高压8分裂导线等效风荷载的合理化计算可以考虑干扰效应的影响。

摘要：为进行特高压输电线路塔线耦联体系模型振动台试验,研究特高压输电塔架及输电塔—线耦联体系地震反应特点,提出具有几何非线性的特高压同塔双回输电线塔线耦联体系振动台模型设计理论与方法。针对钢管塔工程要求,按振动台模型线弹性相似理论缩尺模拟输电塔。限于振动台面尺寸,对带有强几何非线性大跨度、大截面八分裂导线,提出参数分离式模型设计理论:分别采用惯性质量相似与动力特性相似原则,确定八分裂导线模型的配重与弧垂设计方法,并从选材、相似比确定、边界条件及方案设计等对试验模型进行详细阐述。该模型设计方法可为具有强几何非线性体系结构缩尺模型振动台试验提供借鉴及参考。

摘要：变压器是重要的变电站设备,然而在地震中会遭受各种形式的破坏。由220 k V套管和变压器组成的体系为试验对象,进行变压器–套管体系振动台试验,测得满足IEEE 693需求反应谱的地震波激励下的体系关键位置的地震响应;以El Centro波激励下体系的地震响应为例,分析加速度和位移响应沿体系高度的分布情况;最后探讨变压器升高座和套管的地震响应机理。得到体系基本动力特性,且在峰值为0.3 g地震波激励下套管法兰出现渗油、垫片松动震害。分析表明:当套管法兰抗弯刚度较大时,变压器箱体箱壁的面外刚度不足引起套管动力响应放大和升高座摆动,套管振动与升高座摆动耦合在一起,两者绕升高座根部整体摆动;然而套管法兰刚度变小时,套管绕其根部法兰开始摆动,套管振动与升高座摆动耦合作用变弱。

摘要：为考察高压输电塔结构在极限覆冰工况下的破坏模式和倒塌机理,以冰灾中破坏的典型500kV输电塔为原型,设计了一组单、双塔段子结构,模拟覆冰下荷载,进行了静力加载试验,对结构受力过程、破坏形态和应变及变形的发展情况等做了分析。基于通用有限元程序ANSYS,采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型,对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较。试验和有限元分析结果表明,主材构件的屈曲是输电塔结构在覆冰荷载作用下的基本破坏特征,斜材内力相对较小,但交叉斜撑面外变形较大。研究表明过大的交叉斜撑面外变形会显著地弱化主材的侧向约束,导致其计算长度增大,屈曲模态呈现出明显的弯扭失稳形式,从而显著地降低其承载能力,因此约束交叉斜撑的面外变形是提高整体结构抗冰承载力的一个主要途径。

摘要：为研究输电塔线体系的风荷载传递机制,以皖电东送淮南—上海输变电工程1000kV特高压送电线路中的直线钢管塔为设计原型,在同济大学TJ-3风洞试验室进行了输电塔–八分裂导线五塔四线耦联体系完全气弹模型风洞试验,测得了体系的加速度和位移响应。采用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器,测得了塔身主材、导线及绝缘子在风荷载作用下的动应变。通过对不同风攻角、流场及风速工况下塔线体系动力响应数据的统计与分析,总结出了导线、绝缘子和输电塔风致振动规律;通过功率谱密度分析,揭示了输电塔线耦联体系的风荷载传递机制。研究结果表明,塔线体系风致振动呈现强非线性耦合作用,导线及绝缘子的振动对输电塔具有重要影响,随着风速的增加,导线高阶振型对能量的贡献增大。

摘要：为分析地震作用下1 000 kV特高压角钢输电塔动力反应特点以及导、地线质量对该塔架结构动力反应的影响,开展地震模拟振动台试验。选取4种不同类型的地震动输入,针对单塔及单塔悬挂集中质量进行8度烈度水准下的动力反应测试。试验结果表明:该型输电塔悬挂集中质量块后顺线路方向自振频率降低了2%,横线路方向自振频率降低了17%。对于绝缘子采用V型悬挂方式的杆塔结构,在计算塔动力特性时,垂直线路方向需考虑绝缘子连接方式及导线质量的影响。因该型输电塔结构横担较长,高宽比较小,地震反应有显著空间耦合性,地震作用下结构的扭转反应较易激起。总体而言,导线质量对输电塔抗震是有利的,塔线体系动力分析时考虑导线质量的影响将会更加真实地估计结构杆件内力。

摘要：为提高高压输电塔结构在覆冰荷载作用下的极限承载力,寻求有效的结构加固方法,以冰灾中破坏的典型500 kV输电塔为原型,制作了2对输电塔子结构模型,每对均由按原始结构形式设计和以增设横隔面方法进行加固改造的相应模型试件组成。对所有试件进行了模拟覆冰荷载作用下的静力加载试验,对比分析了结构受力过程、破坏模式和极限抗冰承载能力等,考察了增设横隔面对于提高结构受力性能的作用。基于有限元程序ANSYS,采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型,对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较。研究表明:横隔面的存在极大地降低了交叉斜撑的面外变形。无横隔面输电塔结构的破坏主要为主材的弯扭失稳,带横隔面结构破坏依然由主材构件的屈曲产生,但其屈曲模态由弯扭失稳趋向弯曲失稳。增设横隔面后,单、双塔段结构极限承载力的提高幅度分别达到了18.3%和17.6%。由于交叉斜撑面外变形对结构整体稳定的削弱效应得到抑制,主材角钢失稳模态中扭转效应对临界承载力的不利影响也被大幅降低,结构受力性能得到了全面提高。从而表明增设横隔面是一种合理有效地提高输电塔结构抗冰承载能力的加固方法。

摘要：为了评估某型1 100 kV特高压(UHV)变压器瓷套管的抗震性能及其可能存在的抗震薄弱位置,对该套管进行了地震模拟振动台试验,获得了套管的动力特性及在不同地震动输入工况下的地震响应。试验结果表明,特高压套管自振频率较低,阻尼比小,其自身对地震动有较大的放大作用。在目标峰值人工波激励下,套管铸铝法兰下部连接套筒底板发生破坏,出现沿法兰加劲肋分布的裂缝且发生漏油,其破坏现象与汶川灾害中出现的套管破坏特征一致。发生破坏后,套管基频降低,阻尼比升高。对其破坏现象进行了分析,明确了该型套管的破坏原因。该型特高压变压器套管抗震设计薄弱位置位于其铸铝法兰与加劲肋连接处,应对此处结构进行优化以提高套管抗震性能。

摘要：特高压直流穿墙套管是换流站中的重要设备。为评估特高压穿墙套管的抗震性能及地震作用下的响应特征,对±800 k V足尺仿真穿墙套管模型进行了地震模拟振动台试验研究。通过白噪声扫频试验获得了套管的动力特性。通过不同地震动输入,研究了穿墙套管在不同地震动和加速度峰值输入下的响应,获得了穿墙套管关键位置的位移、应变及加速度响应。结果表明,在目标峰值地震动作用下,穿墙套管顶端位移及根部应力较大,外套筒与中间导电杆间的相对位移也较大。在对特高压换流站穿墙套管进行抗震设计时,应注意与之相连的母线冗余度以减小母线对套管的牵拉作用,采取措施提高穿墙套管的应力安全系数,优化套管内部结构以限制其导电杆与外套筒的相对位移。

摘要：为了研究输电线在地震动过程中质量效应和非线性振动效应对塔体减震的作用,以皖电东送淮南-上海输变电工程为背景,设计了单塔模型、单塔悬挂等效集中质量块模型和塔线体系模型三种缩尺试验模型并进行了振动台试验。通过分析试验结果我们认为:考虑导线的质量效应后,塔体在地震动作用下的结构动力响应有所降低,并且输电线质量效应对于垂直线路方向的减震效能明显优于顺线路方向;考虑输电线的非线性振动效应之后,塔体在地震动作用下的结构动力响应在质量效应减震的基础上有了进一步的减小,并且地震动幅值越大,输电线非线性振动效应导致的塔体减震效果也愈明显。