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架空输电导线疲劳断股是输电线在持续的微风振动作用下产生的,这种振动直接影响着输电导线的使用寿命。近几年来我国开始建设特高压输电线路,由于特高压输电线路采用的导线和地线更加柔和,悬挂点更高,这将使导线微风振动问题更加突出。输电导线在长期的交变荷载作用下,其材料内部将会产生损伤累计、强度将会不断衰减、导线断股的概率将会增加,严重时会导致输电导线断股断线,进而威胁输电线路的运行安全。因此,研究输电导线疲劳破坏有助于电力系统进行灾害预测,对电力系统防灾减灾具有重要意义。
本文首先基于钢芯铝绞线的结构特性运用ANSYS软件建立了导线实体模型,通过加载分析,对钢芯铝绞线股线受力特性进行了深入研究,并分析了四分裂导线正常运行情况下导线电动力对导线疲劳的影响;根据能量平衡原理对导线微风振动强度进行了评估;系统的介绍了导线疲劳寿命的预测过程,依据Miner线性累计损伤理论对输电线寿命作出了预测;基于材料强度衰减理论建立了导线外层铝股线强度衰减模型,通过实例分析了导线强度衰减规律。提出了根据导线剩余强度对导线疲劳寿命预测的新方法。研究结果表明:线夹出口处导线易产生疲劳断股,应以此处导线的最外层铝股线受力状态为依据研究导线寿命;同一线路相同运行环境下加装防振锤后的导线运行寿命与裸导线相比运行寿命提高了4.5倍;导线强度衰减呈非线性分布,导线强度衰减量与导线振动强度及导线振动时长呈正相关。依据导线剩余强度对导线寿命作出预测比应用Miner理论预测导线寿命更为保守。