荷载缓和体系在输电线路中应用的可行性研究

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输电线路覆冰和积雪常会显著增大线路的比载,从而增大线路应力,严重时导致断线,并进而引发电塔的不平衡张力而拉断电塔,产生电力和通讯中断等严重事故。采取必要的技术措施,保证输电线路和电塔在严重覆冰条件下的安全性对保障国计民生具有重要的意义。本文提出在输电线路中采用荷载缓和体系来解决覆冰荷载问题,并对其开展了可行性研究。  首先,本文调研了导线覆冰形成的机理和输电线路在冰灾中的破坏形态,分析了破坏原因,针对输电线路覆冰荷载引起倒塔断线的问题,提出以荷载缓和体系为理论基础的技术方案,以防止由于张力增大和断线引发张力不平衡导致的倒塔断线事故的发生。基于线路的抛物线方程,针对不同的状态推导了索力、弧垂、导线长度的计算公式。以常用的输电线路导线在覆冰荷载下的受力为研究对象,以200米输电线路为背景,开展了一个工程算例的计算,分析以荷载缓和体系为理论基础技术方案的合理性和可行性。  算例分析表明,采用荷载缓和体系,可以使导线应力在基本不变的情况下拥有显著提高的抗覆冰能力,而其弧垂、导线给送长度也在可以接收的范围之内,说明上述设想总体上是可行的。另外,不同的体系锁紧条件可能导致不同的受力性能,说明锁紧状态的条件是影响体系性能优化的重要因素。
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