近年，由于輸電線(xiàn)路覆冰和脫冰引起的倒塔事故時(shí)有發(fā)生，嚴重影響輸電線(xiàn)路的安全運行。因此，輸電線(xiàn)覆冰和脫冰過(guò)程中桿塔的安全性已成為輸電工程中倍受關(guān)注的重要問(wèn)題之一。
      已有文獻在研究輸電線(xiàn)脫冰冰跳高度時(shí)，一般忽略桿塔的變形。近年來(lái)，關(guān)于輸電塔線(xiàn)體系在脫冰過(guò)程中動(dòng)力響應的研究在國內引起了廣泛重視。文獻建立了特高壓兩塔三檔有限元分析模型，研究了導線(xiàn)和地線(xiàn)脫冰后的位移和應力響應，但沒(méi)有討論桿塔的變形和應力。文獻模擬研究了塔線(xiàn)體系在覆冰載荷作用下的非線(xiàn)性屈曲，得到了不同的覆冰不均勻系數下桿塔的極限承載能力。文獻利用塔線(xiàn)體系有限元模型模擬了斷線(xiàn)后桿塔的破壞過(guò)程。以上研究中，桿塔均采用空間梁模型或桿梁混合模型，沒(méi)有考慮桿塔構件和連接節點(diǎn)的細節。在桿塔應力及強度研究方面，文獻推導了非對稱(chēng)薄壁梁-柱單元的變形剛度矩陣，考慮了軸向、橫向、扭轉變形的耦合，可用以研究輸電桿塔的非線(xiàn)性大變形行為；文獻提出了兩種模擬螺栓滑移的模型，研究了螺栓的滑移對結構極限強度的影響；文獻研究了螺栓滑移對桿塔變形和承載能力的影響；文獻實(shí)驗研究了塔腿、支撐桿、冗余桿件的破壞、細節設計以及連接結構破壞、材料缺陷、制造誤差等的影響。文獻針對特高壓鋼管塔，建立了包含塔腿局部模型的整體模型，計算了桿塔在正常90°大風(fēng)工況下的應力和變形。尚未見(jiàn)到關(guān)于螺栓預緊力對桿塔應力和強度影響的研究報道。
      本文利用ABAQUS有限元軟件建立兩塔三檔的塔線(xiàn)體系模型和危險區域螺栓聯(lián)接三維實(shí)體模型；計算塔線(xiàn)體系的不同脫冰工況，對計算結果進(jìn)行分析并提取出危險區域局部結構模型的載荷條件；計算局部模型在不同脫冰率和不同螺栓預緊力下的動(dòng)力響應，研究螺栓預緊力對桿塔安全性的影響。
      以某500kV四分裂導線(xiàn)同塔雙回孤立檔為研究對象。該線(xiàn)路包括兩個(gè)耐張塔，桿塔型號為 SJ613，高度為 70m。三檔檔距相同，均為 280m。桿塔構件材料包括 Q235、Q345、Q420，其楊氏模量為210GPa，泊松比為 0.3，密度為 7800kg/m3。四分裂導線(xiàn)的型號為 LGJ-630/45，地線(xiàn)型號為 GJ80，光纜型號為 OPGW100。導線(xiàn)的初始安裝應力為34.8MPa。桿塔上左側三相導線(xiàn)為 I 回線(xiàn)路(地線(xiàn)下側)，右側三相導線(xiàn)為 II回線(xiàn)路(光纜下側)。
      建立有限元模型時(shí)，以導線(xiàn)為索單元，以耐張絕緣子串為桿單元。采用文獻提出的無(wú)需迭代的方法確定導線(xiàn)在自重作用下的初始構形。導線(xiàn)與絕緣子串之間采用 Beam 連接關(guān)系，絕緣子串與輸電線(xiàn)塔之間采用 Hinge 連接關(guān)系。將模型共劃分為13586 個(gè)單元。邊界條件設置為：桿塔塔腿根部和線(xiàn)路段兩端的導線(xiàn)固定約束。
      假設該線(xiàn)路導線(xiàn)上的覆冰厚度為20mm，覆冰密度為 900kg/m3。采用有限元方法模擬塔線(xiàn)體系在導線(xiàn)脫冰后的動(dòng)力響應，導線(xiàn)脫冰載荷的施加采用等效慣性力方法。分別模擬第2檔各相導線(xiàn)在脫冰率分別為100%、80%、50%時(shí)塔線(xiàn)體系的動(dòng)態(tài)響應。

                                                                                專(zhuān)業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│CAE分析│結構優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
                                                                              本文出自杭州那泰科技有限公司wku3nrfg.cn，轉載請注明出處和相關(guān)鏈接！