风雨载荷作用下电网输电塔线体系响应特性分析

摘要

风雨载荷对输电塔线体系的安全性有着重要影响.本文对某110_kV输电线路中塔线耦联体系在风雨载荷作用下的动力特性进行分析.首先,在Ansys软件中建立某110 k V输电塔线体系有限元模型,并进行模态分析.其次,结合Davenport风速谱与雨载荷相关理论,在Matlab中生成与加载节点对应的风雨耦合载荷.最后,研究在此耦合载荷下的塔线体系的动力响应,并探究在不同风向角和有无雨载荷的情况下其动力响应的结果.结果显示:导地线在整体上增加了塔线体系刚度,但由于其自身在横线方向具有较强“舞动效应”,导致其在横线方向和顺线方向耦联效应有所不同;90°风向角为塔线体系最不利风向角,此时塔线体系动力响应达到最大值;在降雨量为20_mm/h的情况下,计及雨载荷将增加塔线体系动力响应范围约为5%～10%,雨载荷对单塔的作用几乎可以忽略不计,其主要是通过加剧导地线的“舞动效应”,进而增加塔线体系的动力响应.

关键词

输电杆塔 / 塔线耦联 / 风雨载荷 / 模态分析 / 动力响应 / 有限元