关键词:
覆冰导线
八分裂导线
气动特性
数值模拟
风洞试验
摘要:
覆冰导线舞动是输电导线因覆冰形成的非圆截面结构体在较大风速作用下产生的一种低频、大振幅的自激振动。导线舞动的发生会使输电线路金具损坏,导线交错甚至断裂从而引起大范围的停电,给生产和生活带来了巨大的经济损失。我国特高压交流输电技术世界一流,根据国家能源发展战略规划我国将大力发展特高压输电技术,各相输电导线多采用分裂导线的形式。虽然国内关于覆冰导线舞动特性的研究有很多,但是在多分裂导线舞动的研究上仍然存在一些问题需要广大学者研究。覆冰导线的气动不稳定性是造成导线舞动的直接原因,因此本文以覆冰导线气动特性为主要研究对象对导线舞动进行分析。目前对覆冰导线空气动力特性最主流,最可靠的研究方法是风洞试验,本文主要采用数值模拟的方法研究分析覆冰导线的气动特性,并通过与相关风洞试验结果比较,验证了方法的可行性和正确性。文章基于ADINA有限元分析软件,对计算机数值模拟技术进行探究,建立了覆冰导线的二维绕流场模型对覆冰导线气动特性进行模拟。通过不断的调整模型,改变模型参数,精确网格划分和选择合理的时间步长进行运算,获得了覆冰单导线和八分裂导线的气动力系数仿真数值,通过与风洞试验结果进行对比验证了模型的正确性,分析模拟结果,导线的三分力系数变化规律受导线尾流的影响明显,其中阻力系数所受影响最大。本文最后分析了风速和覆冰厚度对八分裂导线气动特性的影响。在所设定的风速变化范围内,分裂导线的三分力系数模拟结果随风速大小的改变变化不大,得出了风速的大小对覆冰导线气动特性的影响不大。改变导线截面的覆冰厚度,覆冰导线的三分力系数输出曲线变化幅值随着覆冰厚度的增加而增大。覆冰厚度越大,导线升力系数和扭矩系数曲线斜率负值区域数值更小,覆冰厚度越大,受导线尾流的影响分裂导线的阻力系数明显降低,从而证明了分裂导线比单导线更容易发生舞动,大面积覆冰导线更容易发生舞动。本文研究结果为覆冰分裂导线舞动的分析提供了一定的参考,为风洞试验模型的改良,参数的设定与优化提供了有利的支撑。