斜向风作用下覆冰导线气动力及舞动特性研究

摘要

当前，鲜有针对斜向风作用下的覆冰导线气动力及舞动特性的研究.通过引入仰角、斜角（偏航角）与风入射角的几何关系，推导了斜向风下导线阻力、升力、扭矩气动力表达式，该表达式严格考虑了导线运动过程中的相对风攻角、斜角及相对风速变化对气动力的影响；研制了倾角和攻角可调的天平连接装置，采用高频天平测力风洞试验获取了新月形覆冰导线在不同斜角下全风攻角的三分量气动力系数，结果表明：斜角的增大减低了阻力系数，但同时削弱了升力、扭矩系数随风攻角变化曲线的尖峰；从Den Hartog判定准则和系统等效阻尼比两个方面均反映出斜角的增大在一定程度上提高了导线舞动稳定性.对500 m档距新月形覆冰导线的不同斜角风入射工况进行舞动响应数值模拟，结果表明风速投影的计算方法仅在一定斜角范围（≤15°）内适用；斜角增大会显著降低气动负阻尼值，使得舞动发散速度降低、舞动幅值减小，同时存在一个临界斜角，使导线在受到大于此角度的斜向风时不会发生舞动.因此在设计线路时，减小线路走向与覆冰期主导风向的夹角可有效降低线路发生舞动的风险.

关键词

输电线路 / 覆冰导线 / 风洞试验 / 斜风作用 / 气动力 / 舞动