大跨越输电线路的风振研究

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该文主要对大跨越输电导线的三种基本风振现象进行研究分析.首先分析了导线微风振动的机理.微风振动是由于在导线背风面的气流由层流过渡到湍流之后形成旋涡而发生的,属于旋涡诱发结构振动的一类问题.在单索结构振动理论的基础上,建立了导线微风振动方程.并从实际工程设计出发,对问题作了简化,为导线微风振动的理论分析提供了依据.以江阴大跨越为工程背景,对输电导线的微风振动进行了算例分析,并得出一些重要结论.同时对输电导线微风振动进行了参数分析,导线的振动与风速及悬挂高度、档距等因素有关.讨论了防止导线微风振动措施的原理,从减弱产生微风振动的条件,加强导线本身的耐振能力,及吸收振动能量,降低振动强度等三方面对导线微风振动防治进行了分析.分析了导线舞动的形成机理.舞动是由于导线因覆冰或其它原因而在气流中形成对空气动力不稳定的外形而引起的一种低频率,高振幅的自激振动.它属于空气动力学不稳定性中的一类问题.并在此基础上建立了二维电力线舞动模型,通过对电力线舞动的不同振动方式的讨论,为导线舞动的防治提供了更为有效的理论依据.分析了分裂导线尾流驰振的机理.当分裂导线束中的背风侧子导线落到迎风侧子导线周围所形成的旋涡气动力尾流中时,分裂导线就会产生尾流驰振.它属于尾流诱发振动的一类问题.研究了上游输电导线所产生的二维尾流的流体力学特性及二维尾流中旋涡的复杂的非线性机制.针对分裂导线的尾流驰振,该文提出了相对简单,但严格的数学计算模型,并通过计算结果和实测数据的对比,进一步证实该文所提出的计算模型的正确性.在计算结果的分析中,还发现了一些尾流驰振所特有的现象.对输电导线的尾流驰振进行了参数分析.分别研究了导线阻尼、分裂导线间距、导线质量、悬挂高度对输电导线尾流驰振的影响.最后还由此提出了基于尾流驰振机理的防振措施.最后在同济大学风洞实验室(TJ-3)完成了国内首次输电塔线体系风振的风洞试验,并对试验数据进行了分析,得出了有益的结论.
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