输电线路风荷载模拟 季克朗

输电线路风荷载的全方位计算摘要：在高压架空送电线路设计中，最不利风向时的风荷载常决定着杆塔内力大小或基础作用力的大小。

本文将通过几个工程实例详细说明在高压架空送电线路设计中，如何确定几种特殊情况下最不利风向时的风荷载计算，以确保高压架空送电线路的安全运行。

关键词：全方位;基础作用力;运行情况;不平衡张力;风荷载Abstract: In the project design of overhead transmission lines, the most unfavorable wind direction, wind load often determines the internal force of tower or base force size. This article will through several engineering examples in detail in the overhead transmission line design, how to determine some special situations the most unfavorable wind direction wind load calculation, to ensure the high voltage overhead power transmission line safe operation.Key words: all-around; base forces; operation; unbalanced tension; wind load1 引言在高压架空送电线路设计中，杆塔荷载的计算应执行《110～750kV架空输电线路设计规范》（以下简称《规程》）中第10条“杆塔荷载及材料”。

其中正常运行情况下，应计算的荷载组合是：1 基本风速、无冰、未断线；2 设计覆冰、相应风速及气温、未断线3 最低气温、无冰、无风、未断线（适用于终端和转角杆塔）本文主要针对上述第一种情况，在正常运行大风情况下计算铁塔内力或基础作用力时可能出现的漏洞。

关于国内外标准对输电线路风压及线条风荷载计算的对比分析国内外各个标准中，对于输电线路的基本风压和线条风荷载的计算流程基本类似，但计算方法各不相同。

计算基本风压和线条风荷载时，包括基本风速的定义、高度、时距、地形类别，以及所考虑的风压高度变化系数、阵风响应系数、档距折减系数等系数均有所不同。

因此本文对国内外输电线路设计中的常见标准进行了对比分析，包括：● GB 50545-2010 110kV~750kV架空输电线路设计规范● IEC 60826-2017 Overhead transmission lines – Design criteria● EN 50341-2012 Overhead electrical lines exceeding AC 1kV● ASCE 74 Guidelines for Electrical Transmission Line Structural Loading一、设计基本风速1. 设计基本风速的定义GB 50545、IEC 60826、EN 50341、ASCE 74中对设计基本风速的定义略有不同，详见表1中的对比。

表1 设计基本风速的定义上述定义中，ASCE 74对设计基本风速的时距定义与其他标准区别较大，采用3s瞬时风速。

ASCE 74 同时给出了3S瞬时风速与10min平均风速的比值为1.43。

2. 地形类别四种规范对比来看，GB 50545与IEC 60826基本相同，共分为四类地形，并与EN 50341分为五类地形相类似。

仅ASCE 74与其他差异较大，分为三类地形，分类定义次序也与之相反。

基本上，GB 50545 B类、IEC 60826 B类、EN 50341 Ⅱ类及ASCE C类可相互等同，定义为田野、乡村、丛林、丘陵等较少障碍物的旷野和房屋较少的郊区。

二、基本风压的计算基于设计基本风速的定义，各个标准中基本风压的计算公式基本类似，详见表2。

架空输电塔线体系有限元建模及风载分析摘要：随着电网建设规模的不断扩大，超高压、特高压的输电线路不断增多，其大多途经地质环境复杂、气象条件多变的中、重冰区，覆冰期发生的倒杆、倒塔、断线等事故造成了重大经济损失。

因此，研究并设计以在线监测为基础的输电塔线体系安全状态评估模型并进行短期的安全状态预测，是保证电网安全可靠运行的重要环节。

关键词：架空输电；塔线体系；有限元；模态分析；风载分析引言高压输电线路在运行过程中由于电压等级高，输电线路长，会对周围的环境产生强电磁场，对人体健康和信号通讯造成的影响不可忽视．研究高压输电线路周围电场和磁场分布，对确定输电线路的电压等级有指导意义．同时，输电线路输送电力的能力与电力系统稳定性密切相关，研究学者较多将等面积准则应用于电力系统稳定性的研究中。

1特高压架空输电线路放线的重点以及主要特征特征一：该项技术是特高压架空输电线路中使用频率最广泛的操作方式，可以有效保障线路施工的安全性与稳定性，也可以加快施工整体速度。

特征二：该项技术还可提高施工质量以及速度，降低施工难度。

传统输电线路的架线工作需要人工辅助完成，虽然操作简便，但工作人员在展放导线的过程中会进行拖拽动作，导致导线出现磨损或是损坏问题，降低其使用寿命，同时该种方式施工效率较低。

而张力放线技术主要借助牵引机以及张力机等辅助设备，可以让线路展放时保持张力状态，保证导线的完整性，也加快了导线展放的施工速度。

2铁塔基础本地区电网公司架空输电线路铁塔基础偏心测量难度大，耗时长，亟待调整和优化，其具体表现在:1)预投入高。

施工单位要投入大量的人力进行预试，由于基础中心点偏心定位与基础螺栓中心点偏移验收操作时间长，效率低下，增加了人工成本;2)精确性差。

精确定位基础中心点的偏移单位都是以毫米为单位进行计算，而目前中心点定位均是由手工进行操作，在看尺、划线、计算时容易出现偏差，影响基础中心点的精确度;3)风险较高。

对于基础露高大的情况，测量人员需要站在基础顶面才能进行测量，而测量中心点的时间长，容易造成验收人员高处坠落的人身安全风险;4)效率低下。

输电线路杆塔结构风荷载分析【摘要】目前我国高压电网的建设不断发展、紧凑型线路、大型导线等输电新技术的应用、输电线路杆塔结构形成大荷载、大规模的趋势越来越明显。

输电线路杆塔结构是重要组成部分、是安全线路稳定运行的基础。

风荷载是输电线路杆塔结构主要荷载之一，尽管它作用幅度比一般地震荷载小，但它的作用频繁与地震荷载相比要高得多。

这些输电线路杆塔都是有出现在一定的高度半空，风荷载计算分析变得越来越重要。

输电线路杆塔结构的安全性和可靠性直接关系到输电线路运行的安全。

基于此，本文结合风荷载对输电线路杆塔结构的影响，探讨了目前杆塔结构中风荷载的几种计算方式，并就如何在风荷载作用下优化杆塔结构提出了一些建议。

希望对有关的工作人员有所启示。

【关键词】输电线路；杆塔结构；风荷载风荷载是输电线路荷载设计其中一个最重要的负荷，是对塔结构和项目成本往往有着决定性的影响。

假设在各个国家的风荷载假定都是不统一的，差异也不小。

但是了解和研究国外输电线路设计的风荷载，取其精华去其糟粕，尽量学习和借鉴国外的先进技术和经验也是自身发展的一个途径。

1风荷载对输电线路杆塔结构的影响1.1风的速度会产生结构位移风荷载是当空气流动时对工程结构所产生的一种压力。

由于风的作用是不稳定且没有规律的，风荷载在风压、地形、高度、建筑物的体型等因素的影响下同样是处于变动之中的。

例如，如果是外形相对规则且不是很高的建筑物，完全可以按照规范的方法对风荷载值进行计算，动力效应则可以通过适量增大风荷载值的方法来确定，此时用来计算结构本身内力和位移的风荷载值是作为静力荷载存在的。

但是对于高层建筑物，风的效应是不断加大的，此时就必须充分考虑到由于位移增加过快而引起的动力效应的影响。

这种情况下可以使用经验公式对顶点的速度效果进行估算。

输电线路杆塔结构需要支撑的导线及其他结构所处较高位置，再加上线路和设备本身的重量、拉力，风荷载就需要通过试验加以确定，并以此对规范方法的不足进行弥补。

输电线路设计规范中风荷载计算方法的比较摘要：在输电线路设计当中，风荷载可以说是不可忽视的一项工作，需要做好其精确的计算。

在本文中，将就输电线路设计规范中风荷载计算方法进行一定的比较与研究。

关键词：输电线路；设计规范；风荷载；计算方法；1 引言在高压输电线路运行当中，其对于风具有较强的敏感性，要想保证其结构能够稳定的运行在风荷载通之下，做好输电线路的风荷载设计十分关键。

在本研究当中，即根据我国最新规定同国外相关参数进行比较，对风荷载变化趋势以及数值情况进行研究，以此为相关工作的开展提供参考。

2 公式比较在本研究中，主要对GB 50545、IEC60826、ASCE74、JEC127进行研究，其具体计算公式如表1。

根据表中数据可以了解到，在实际对杆塔风荷载进行计算时，这几种方式都对风的脉动作用、高度以及结构体型这几方面因素进行了考虑，只是在参数表达方面存在不同。

表13 基本风压与荷载3.1 基本风压在各国规范当中，都是通过基本风速对基本风压进行计算。

在基本风速方面，GB 50545、IEC60826YIJI JEC127都按照10min 时距、重现期50年以及平坦开阔地貌同地面距离为10m的方式确定，而在ASCE74当中，则根据平坦开阔地貌下同点距离10m，3s时距进行确定。

由此即可以了解到，在基本风速计算中，ACSE规范同其余规范具有较大的差异，即是对时距3s的风速进行统计，3s风速同10in平均风速间差异的存在，则使其在计算当中所蝴蝶的值能够大于其余几种规范。

3.2 荷载系数荷载系数的一项重要作用即是对线路的安全等级进行调整。

除了我国的规范，其余几个规范都是通过对线路设计风速重现期的调整对荷载系数进行获得。

在我国规定中，没有对荷载系数的概念进行直接的使用，而具有计算设置值以及结构重要性系数的荷载分项系数。

而在GB当中，其在线路最小风速方面的规定，即是对于500kV以上高压线路，在10m位置风速需要在26.85m/s，而对于110-330kV线路，在10m位置风速则需要在23.4m/s以上。

输电线路塔身风荷载计算方法嘿，咱今儿个就来说说输电线路塔身风荷载计算方法这事儿！你可别小瞧了这风荷载，它就像个调皮的小精灵，要是不把它弄明白，那输电线路可就有麻烦啦！想象一下，那输电线路的塔身就像是个勇敢的卫士，屹立在天地之间。

而风呢，就像是一群捣蛋鬼，时不时地就来捣乱。

这时候，我们就得想办法算出风荷载到底有多大的威力，才能让塔身这个卫士做好准备呀！风荷载的计算啊，其实就像是解一道谜题。

我们得考虑好多因素呢，比如风速啦，风向啦，还有塔身的形状和尺寸等等。

这就好比是给一个人搭配衣服，得考虑身材、风格、颜色啥的，一个都不能马虎。

咱先来说说风速。

这风速可太重要啦，就像一个人的跑步速度一样。

风跑得越快，对塔身的冲击力就越大。

那怎么知道风速有多大呢？这就得靠专门的仪器去测量啦。

然后是风向。

这风向就像是一个调皮的孩子，一会儿往东跑，一会儿往西跑。

我们得搞清楚它到底往哪个方向吹，才能更好地算出风荷载对塔身的影响呀。

再来说说塔身的形状和尺寸。

这就好比是不同形状的碗，装的水肯定不一样多呀。

塔身要是又高又细，那受到的风荷载可能就会大一些；要是矮矮胖胖的，可能就会小一些。

那具体怎么计算呢？这可就得用到一些公式和方法啦。

这就像是做菜的菜谱一样，按照步骤一步一步来。

不过可别觉得这很简单哦，这里面的学问可大着呢！比如说，我们得考虑空气的阻力，就像人在水里游泳会受到水的阻力一样。

还得考虑塔身的结构，是不是坚固呀，能不能承受住风的冲击呀。

算出来风荷载之后呢，我们就可以根据这个结果来设计和建造输电线路塔身啦。

就像是给房子打地基一样，得打得稳稳的，才能让房子不倒塌呀。

你说这风荷载计算方法重要不重要？那当然重要啦！要是算错了，那输电线路出了问题可咋办？那可就会影响好多人的生活呀！所以呀，咱可得认真对待，不能马虎。

总之呢，输电线路塔身风荷载计算方法就像是一把钥匙，能打开安全输电的大门。

咱可得好好研究，让这把钥匙发挥出最大的作用，为我们的生活提供稳定可靠的电力呀！你说是不是这个理儿？。

输电线路的风荷载及结构安全分析输电线路是电力系统中至关重要的组成部分，它承担着将发电厂产生的电能输送到各个用电单位的重要任务。

然而，在输电线路的运行过程中，除了电缆自身的电气性能以外，还存在着一些其他的因素可能会对其运行产生不利影响，其中风荷载是较为常见且重要的一项。

本文将就输电线路的风荷载及结构安全进行分析，并探讨可能的应对措施。

1. 风荷载对输电线路的影响输电线路往往需要长跨越大面积地理范围，因此会受到气候因素的直接影响。

风荷载作为这些气候因素中的重要一项，对输电线路的安全性产生了重要影响。

首先，风荷载会对输电线路的塔架结构及导线产生直接的力学影响。

当强风吹袭时，输电线路所承受的风压力将会增加，导致传输塔架出现倾斜或者变形的情况。

同时，强劲的风还会导致输电线路导线产生振动，进而引发由于摆动造成的磨损、腐蚀等问题。

其次，风荷载还会对输电线路的绝缘子产生影响。

输电线路绝缘子作为输送电能的主要通道，其工作状态的可靠性对于输电系统的正常运行至关重要。

然而，在风大的条件下，由于绝缘子受到风压力的影响，产生外倾或者撞击，导致其绝缘性能下降，进而降低整个输电系统的工作效率。

2. 输电线路结构安全分析针对输电线路在受到风荷载作用下可能出现的问题，需要进行结构安全分析，以确保输电线路的稳定和正常运行。

首先，需要对输电线路的塔架结构进行合理设计和计算。

采用合适的材料和结构设计，以应对可能的风压力和其他外力的作用，确保塔架的稳定性和可靠性。

其次，应对输电线路导线的振动问题进行研究。

导线的振动会影响输电线路的稳定性，并可能加速导线疲劳和腐蚀的发生。

因此，需要采取一系列措施，如增加导线的悬挂点，加装减振器等，以减少振动的发生。

另外，绝缘子的结构和性能也需要进行充分的考虑。

通过合理的选择绝缘子的材料和结构，以及建立可靠的绝缘子状态监测体系，可以有效提高输电线路的工作效率和可靠性。

3. 应对措施为了确保输电线路的结构安全和正常运行，在设计和建设中需要采取一系列应对措施。

输电线路杆塔结构风荷载分析摘要：随着我国高压电网建设的迅速发展，新的输电技术如同塔双回线路、紧凑线路、大截面导线等，都使输电线路杆塔结构产生大负荷的趋势日益突出。

输电线路杆塔是线路的重要组成部分，是线路安全、可靠的重要组成部分。

风荷是输电线路杆塔所要承担的最大载荷，但其影响范围较大。

因此，在输电线路杆塔的设计中，对其进行风载荷的计算和分析就显得尤为重要。

关键词：高压电网；输电技术；杆塔结构；风荷载引言：架空传输线杆塔是一种柱状或塔状结构，它支撑着架空传输线的导线和地线，并使两者与地面保持一定的间距，其安全可靠度对整个输电系统的安全运行有着重要的影响。

在架空输电线路中，杆塔造价占总投资的30%或更多，它直接影响到线路的经济效益。

随着我国特高压电网的不断发展，同塔多回线路、紧凑线路、大截面导线等新技术的普及，线路杆塔大荷载、大型化的发展趋势日益显现。

随着我国建设“节约型、环境友好型”社会，电网安全稳定，气候变化复杂，对杆塔的安全可靠性、经济性和环保性能的要求越来越高。

文章就国内输电线路杆塔结构的受力取值、结构优化及新材料应用等方面的最新研究成果进行了综述，并结合国内外的实际情况，指出了今后的发展方向。

1.风荷载对输电线路杆塔的影响1.1风的速度会产生结构位移对于某一特定高度以下的高层建筑，可以采用标准的方法进行计算，采用适当增加的风荷载来度量其动态影响，而风荷载仍以静力形式计算其自身的内力和位移。

但在高层建筑中，由于建筑物的高度越高，受风影响越大，由于位移太快所产生的动态影响就越小。

在考虑了动力作用的情况下，必须采用经验公式对顶点速度的影响进行估计。

因为铁塔所支持的导线和上部结构的高度都很高，而且导线的自重和拉力都很大，所以必须进行风洞实验来判断风向和风荷的影响，以弥补规范的缺陷。

1.2风作用下输电线路杆塔的刚度影响在输电线路杆塔结构的设计中，应该考虑到在普通暴风雨影响下，杆塔也能正常工作。

这就是在结构的弹性和小位移条件下，风力可以发生不同的角度，例如-10到+10度。

浅析风荷载对输电线路杆塔的影响一、风荷载对输电线路杆塔的影响1、风具有不稳定和无规律性，风速的大小会产生物体位置的移动，风荷载是空气流动对工程结构所产生的压力。

风荷载不是固定不变的，它与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度，及建筑体型等诸因素有关。

对于外形规则、楼层不高的建筑物，我们可以通过规范找到确定的风荷载，对于高层的建筑物，风的效应会加大，这时需要考虑风对建筑物的影响，可以按照规范中的公式方法进行计算风荷载。

输电线路杆塔支撑的电线位置较高，风力较大，加之电线和设备本身的重量较大，所以需要试验来确定风荷载的作用。

2、风作用下输电线路杆塔的刚度影响在设计输电线路杆塔时，必须考虑到暴风对杆塔的影响、线路和杆塔自身的重量和杆塔所承受的上、下和水平方向的拉力，在风的作用下，杆塔可以有±10度的变化，在结构上可以有小的位移变化，但当风力过大，导致杆塔的加速度过大，很容易造成线路和杆塔的损坏，为了克服暴风对杆塔线路的破坏，需要在杆塔安装阻尼器或纵向结构来提高输电线路杆塔的刚度，保证输电线路的有效运行。

二、输电线路杆塔结构的风荷载杆塔的稳定是输电线路正常运行的重要保障。

输电线路的杆塔多处于地势空旷且较高地区，是一个高耸的建筑物，环境因素对风荷载的计算有重要影响，在输电线路塔杆的设计中，必须将环境因素考虑进去。

当前我国输电线路的建造荷载规范及设计并没有对本身所受的风荷载给出明确合理的计算规定。

输电线路的杆塔由于外力的拉力和自身的重力，会引起动力反应，杆塔本身是由多个自由度结构组成的，由于风是无规律，不规则的，风载产生的振动周期大概在30S-60S之间，时间持续几分钟或是更长时间，我们可以根据静力方法根据公式求取各个截面的内力。

三、输电线路杆塔结构风荷载的计算1、荷载系数荷载系数是用来调整线路的安全等级的，除我国规范外，其他三者都是通过调整线路设计风速的重现期得到荷载系数。

我国规范没有直接采用荷载系数的概念，与其相当的是结构重要性系数和计算设计值时的风荷载的荷载分项系数，这里把两者乘积作为荷载系数与其他3种规范进行比较。

微地形区域输电线路杆塔电线风荷载计算方法1. 引言大家好，今天咱们来聊聊一个看似枯燥但其实充满趣味的课题——微地形区域的输电线路杆塔电线风荷载计算方法。

听起来像是个工程师的专属话题，其实它关系到我们每个人的日常生活。

你想想，咱们的生活离不开电，电从哪里来？没错，就是那些高高的输电塔。

今天就让我们用轻松的方式，一起捋一捋这些看似复杂的计算。

2. 风荷载的基础知识2.1 什么是风荷载？首先，得跟大家普及一下什么是风荷载。

简单来说，就是风对杆塔和电线施加的压力。

想象一下，像是在海边，海风呼啸而来，把你吹得东倒西歪的感觉，嘿，那就是风荷载在作怪！风荷载可不是小事，它关系到杆塔的稳定性和安全性。

要是风力太大，杆塔可就得受不住，真是“千里之行，始于足下”，得从计算开始。

2.2 微地形的影响再说说微地形。

大家知道，地形复杂的地方，风的流动也是五花八门。

有的地方风速快得像追风少年，有的地方则是慢得像蜗牛。

这就得我们在计算风荷载时，得考虑这些“微地形”因素。

比如说，有些地方是山谷，有些地方是平原。

风在山谷里转弯抹角，风速可能会加快。

而在开阔的平原上，风就能肆意妄为，简直就是“风吹草低见兔子”。

3. 风荷载计算的方法3.1 数据收集那么，风荷载到底怎么计算呢？首先，咱得收集一些数据。

比如说，风速、杆塔高度、地形特征等等。

你想，要是数据不准确，那计算出来的结果就像打了无数个无用的草稿，白忙活了。

所以，第一步，得像个侦探一样，仔细收集数据。

3.2 计算公式接下来，就得运用公式了。

这些公式可不是简单的加减乘除，而是结合了很多复杂的数学知识。

不过别担心，公式也没那么可怕，学会了就能轻松应对。

风荷载的计算公式一般是基于风速和杆塔的特性来进行的。

比如说，风速越大，荷载就越大，这个道理大家都懂。

可以想象一下，风把一片树叶吹得飞得老高，那电线肯定也是受不了的。

再说到杆塔的高度，越高的杆塔，承受的风荷载就越大。

就像打篮球，投篮的高度越高，越容易被风干扰。

第5G卷第11期 2016年11月浙江大学学报（工学版）Journal of Zhejiang University (Engineering Science)Vol.50 No. 11Nov.2016DOI：10. 3785/j. issn. 1008-973X. 2016. 11. 012输电线路等效静力风荷载与调整系数计算方法楼文娟、罗罜、胡文侃2(1.浙江大学结构工程研究所，浙江杭州310058; 2.舟山启明电力设计院有限公司，浙江，舟山316021)摘要：为了获得更合理的输电线路设计风荷载，以导线在自重和平均风荷载作用下的静力平衡构型和几何刚度作为计算的初始条件，将导线在脉动风荷载作用下的响应近似视为线性，考虑平均响应和背景响应分量的组合，提出多跨输电导线单目标和多目标等效静力风荷载的计算方法.以某500 k V三跨耐张段为研究对象，分别以导 线关键位置的顺风向位移和悬垂绝缘子串挂点顺风向反力为等效目标，讨论荷载-响应相关法（LRC)、阵风荷载包 络线法（G LE)、多目标等效方法在导线等效静力风荷载计算中的适用性.计算导线的风荷载调整系数，并与我国 规范取值进行对比.结果表明，G L E法可用于多跨输电线路的等效静力风荷载计算；规范对风荷载调整系数的取 值不尽合理.关键词：输电线路；风致响应；等效静力风荷载；风荷载调整系数中图分类号：TM 751; TU 312. 1 文献标志码：A 文章编号：1008 - 973X(2016)11 - 2120 - 08Calculation method for equivalent static wind loads and wind load adjustment coefficients for transmission linesLOU Wen-juan1 , LUO Gang1 , HU Wen-kan2(1. In stitute o f S tru ctu ra l E n g i n e e r i n g，Z h e ji a n g U n i v e r s i t y，H a n gz h o u310058? China',2. Zhoushan Q im in g E lectric P o w e r D esig n Co., L td, Z houshan316021, C hina)Abstract ：The equilibrium configuration and stiffness of conductors under gravity and mean wind loads were taken as the initial conditions for calculation in order to obtain more reasonable design wind loads for transmission lines.Responses of the conductors under fluctuating wind loads were considered approximate­ly linear.Calculation method for equivalent static wind loads on multi-span transmission lines was pro­posed with consideration of mean response and background response components.Taking a 500 kV strain section for example,the applicability of load-response correlation method,gust loading envelope method and multi-objective method to calculation of equivalent static wind loads on conductors was studied,with e­quivalent objectives being both along-wind displacements of key points on the conductor and reaction forces of suspension insulator strings as well.Wind load adjustment coefficients of the conductor were calculated and compared with values provided by Chinese codes.Results show that the gust loading envelope method is applicable to calculation of equivalent static wind loads on multi-span transmission lines,and the values of wind load adjustment coefficients provided by the codes are not completely reasonable.Key words：transmission line；wind-induced response；equivalent static wind load；wind load adjustment coefficient收稿日期：2015 - 10 - 28. 浙江大学学报（工学版）网址：/eng基金项目：国家自然科学基金资助项目（51378468, 51178424).作者筒介：楼文娟（1963 —），女，教授，博导，从事结构风工程等研究.ORCID: 〇〇〇〇-〇〇〇3-4134-5294. E-mail:louw_j@第11期楼文娟，等：输电线路等效静力风荷载与调整系数计算方法2121输电塔受到导线传来的风荷载明显大于塔体本 身所受风荷载[1]，因而合理、准确地计算导线风荷载是输电塔线体系设计的基础.自然风对导线的作用属于动力作用，故输电导线的风振分析应采用动力计算方法.然而，动力计 算耗时较长，且不便于工程荷载组合，因此我国现 行输电线路设计规范[2_3]在计算导线的位移响应时仍采用静力方法.而在计算传递至输电塔上的导线风荷载时，规范引入了风荷载调整系数，以考虑风 荷载的动力放大作用，然而规范条文说明中并未对该系数的取值依据进行解释.汪大海等[4]对比了各 国规范的导线风荷载计算方法，认为我国规范风荷 载调整系数取值不尽合理.严波等[5]通过ABAQUS有限元动力计算，认为在计算导线位移响应时也需要引入相应的风荷载调整系数.现有研究成果主要通过导线响应的静力与动力 计算结果的比较来说明规范静力计算方法的不合理 性，然而对于输电导线这类几何非线性特征显著的 结构而言，风振系数并不简单地等同于响应放大倍 数.为此，需要在输电线路设计中采用等效静力风 荷载（equivalent static wind load，ESWL) [6].等效静力风荷载是一^组静力荷载，但在该组荷 载作用下，结构目标位置的响应与动力风荷载作用 下的峰值响应一致.到目前为止，各国学者在等效 静力风荷载的研究上已经取得了不少成果.Daven-port[7]提出了阵风荷载因子法（gust loading factor，GLF)，将阵风荷载因子定义为结构峰值响应与平均响应之比.然而，当平均风荷载及相应的平均响 应接近于零时，计算得到的阵风荷载因子并不具有 明确的物理意义.Kasperski[8]提出了荷载-响应相 关法（load-response correlation，LRC)，采用该方法可以得到考虑平均响应和峰值背景响应组合的等 效静力风荷载•只〇1111^[9]和Chen等[1〜11]分别研究 了同时考虑平均响应、背景响应和共振响应组合的等效风荷载计算方法.Lou等[12]对复杂体型高层建 筑的三维多目标等效静力风荷载进行研究.等效风 荷载的计算方法已广泛应用于高层建筑和大跨度空 间结构的设计中，然而导线结构存在显著的几何非 线性，传统的等效风荷载计算方法并不能直接应用，因此该领域至今仍未有文献涉及.本文以导线在自重和平均风荷载共同作用下的 静力平衡构型和刚度作为风振响应计算的初始条件，将导线在脉动风荷载作用下的响应近似视为线 性，提出了导线等效静力风荷载的计算方法，以此 为依据计算了导线的风荷载调整系数，并与我国现行规范进行了对比.研究表明，规范的风荷载调整 系数取值不尽合理.1导线风振的近似线性化分析方法导线是一种刚度小、具有显著几何非线性的结构，风致响应并不能直接通过线性叠加原理进行计 算，主要原因有2方面：首先，导线具有大位移特 性，在荷载作用下的变形与初始结构形状相比不可 视为小量，荷载和节点位移之间的关系也不再呈线 性；其次，导线的刚度主要来源于荷载作用下产生 的几何刚度，因此在动力风荷载作用下，导线刚度 是随时间变化的.水平风荷载作用下的导线可用如图1所示多自 由度模型进行描述.风荷载分为平均风荷载和脉动 风荷载2部分.平均风荷载对导线的作用可视为静力作用，在导线自重与平均风荷载的作用下，导线 将产生静位移，而脉动风荷载的作用使得导线在静 力平衡位置附近来回振动，其运动方程可表示为Kv+u(U+u) +Q i+M u=F +f.(1)式中:K、C、M分别为导线的刚度矩阵、阻尼矩阵和 质量矩阵，其中刚度矩阵是导线位移的函数；P为 平均荷载，包括导线自重和平均风荷载；/为脉动 风荷载；[7和《分别为导线平均位移和脉动位移，M 和&分别为相应的速度和加速度.导线平均位移与所受平均荷载的关系可通过以 下非线性静力平衡方程描述：K x j IJ=F.(2)式中:&为导线在位移E/状态下的刚度矩阵.通常情况下导线高度处的风荷载以平均风荷载 为主，脉动风荷载所占比例不大，这一方面使得导 线在静力平衡位置附近的往复运动近似满足小位移 假定，另一方面使得脉动风荷载对导线几何刚度的 影响有限，即可以认为〜从而可将导线2122浙江大学学报（工学版)第50卷在自重和平均风荷载共同作用下的静力平衡构型和 刚度作为初始条件，计算导线的脉动风致响应.由式（1)、（2)得KuU+Cii+Mu=f.(3)注意到式（3)是一个线性微分方程，故导线的 脉动响应满足线性叠加法则.结构的脉动风致响应分为背景响应和共振响应 2部分，其中背景响应可以看作脉动风荷载的准静力效应，而共振响应则是脉动风荷载中与结构的自 振频率接近的成分引起的动力放大作用.导线发生风振时，结构与来流的相对运动会使系统的阻尼增 大，该阻尼即为导线的气动阻尼.气动阻尼随平均风速的增加而增大[13]，楼文娟等[14]通过有限元计算，指出在我国规范规定的设计风速下，导线风致 响应的共振分量因气动阻尼效应而大幅降低，计算 中可忽略不计.ASCE规范[15]亦认为可不考虑导线 的共振响应.综上，导线的脉动响应可近似视为线性，且共 振部分可以忽略，故可以采用考虑平均响应和背景 响应组合的方法来计算导线的等效静力风荷载.2导线的等效静力风荷载2.1单目标等效静力风荷载通常认为，合理、有效的等效静力风荷载应满足下述条件：当该组等效静力风荷载作用于结构时，结构目标位置将产生与具有相应保证率的实际 风致峰值响应基本一致.如第1章所述，导线的等 效静力风荷载可表示为平均响应等效静力风荷载以 及背景响应等效静力风荷载的线性组合，其中与平 均响应对应的等效风荷载即为导线所受平均风荷载，而背景响应等效风荷载可通过准静态方法计算.根据LRC法，导线第z个质点的峰值响应为r, =r,+ga r^ _(4)能引起该目标响应的一组等效静力风荷载可表示为耳+g p F,\〇F,.(5)式中：i和h分别为导线第z个质点响应的均值和 标准差，巧和分别为_；位置风荷载的均值和标 准差，g为背景响应的峰值因子，为_；位置脉动 风荷载与质点z的脉动响应之间的相关系数，即P f^(6)J p r. U f .U r.式中：]^；为_;位置和々位置脉动风荷载的协方差，馬为质点z的响应影响系数，即々位置的单位 荷载引起的质点z的响应，以导线在自重和平均风 荷载作用平衡状态下的柔度系数近似代替.将式（5)所示的等效静力风荷载施加于导线，可得到任意位置？w的响应为〉:^j ,iF i++gPr(7)式中为质点m的响应影响系数，即位置的单位荷载引起的质点？W的响应，(^为导线第？W个质 点响应的标准差.可见在该组等效静力风荷载作用下，导线上只 有目标位置Z的响应与式（4)所示的实际峰值响应一致，而其他位置的响应与实际峰值响应的吻合程 度取决于两位置的脉动响应相关系数，故 LRC等效静力风荷载是一种单目标等效荷载.LRC法计算得到的是使结构目标位置产生相应的峰值响应的最有可能出现的荷载模式.由式(5)还可以看出，LR C法通过荷载-响应相关系数对导线各点的峰值荷载进行折减，给出了考虑 风荷载空间相关性的等效静力荷载分布.然而，不 同位置的风荷载折减程度是不一样的，实际工程应 用不方便.为此，阵风荷载包络线法（gust loadmg envelope，01^)[1°]给出了如下的等效静力风荷载：F,,t =F, + gBt其中22-F jF(8)(9)r'厂1式中：系数玖可以理解为考虑脉动风荷载空间相关性的荷载折减系数.在该组等效静力风荷载的作用下，导线任意位置m的响应为~N.F](10)可见该组等效风荷载仍为单目标等效静力风荷载.第11期楼文娟，等：输电线路等效静力风荷载与调整系数计算方法2123然而，与LRC法不同的是，对于同一个等效目标，G LE法给出的导线不同位置的荷载折减系数是相同的，因此G LE等效静力风荷载的空间分布与导线实际峰值荷载包络线相似.2.2多目标等效静力风荷载采用单目标等效静力风荷载只能保证结构单一 位置单一自由度方向的响应与实际峰值响应一致，然而对于连续多跨输电导线而言，需要关注的位置 却有多个，如各悬垂绝缘子串挂点、各跨跨中等.为此，需要引入多目标等效静力风荷载方法[12].将导线上M个关键位置的LRC单目标背景等 效静力风荷载，化2，…，进行线性组合，则考 虑平均响应和背景响应的多目标等效静力风荷载m u l t i可表亦为M=Fj ciiFji •(11)i=\式中为各单目标等效风荷载的组合系数.令该组等效风荷载作用下导线M个关键位置的响应分别等于各自的实际峰值响应，即N M^m〉:l^m j j , multi rri+=J = 11 = 1r m+g(J r m (r n=1,2, •••,M).(12)通过式（12)可得到用于确定组合系数的线性方程组，从而完全确定式（11)多目标等效静力风荷载 的数值.3输电线路的风荷载调整系数我国规范在计算作用于导线和地线的水平风荷 载标准值时，引入了风荷载调整系数，以该系数 考虑风荷载的动力放大效应.然而，规范仅对10 m 高度平均风速巧。

高压输电线路中的风荷载响应分析研究一、引言随着现代社会对电力供应的需求越来越高，高压输电线路的建设也随之增多。

然而，这些线路在面对复杂的自然环境和各种外界因素时，面临着许多挑战。

其中之一就是风荷载的影响。

本文旨在探讨高压输电线路中的风荷载响应分析研究，并提供一些相关的理论和方法。

二、风荷载的性质风荷载是指风力作用在结构上产生的荷载。

在高压输电线路中，由于存在大面积的导线和塔架等结构，风荷载会对线路的安全性和稳定性产生重要影响。

因此，准确地估计和分析风荷载的性质对于线路的设计和运行至关重要。

风荷载具有以下几个主要的特点：1. 不确定性：风荷载的大小和方向会受到气象条件、地形和结构形状等多种因素的综合影响。

因此，风荷载的不确定性较大，需要进行系统的风洞试验和数值模拟分析。

2. 非静态性：风作用是一种动态载荷，能够引起结构的振动和变形。

因此，在分析风荷载时，需要考虑结构的固有频率和风的频率特性，以及它们之间的耦合关系。

3. 非均匀性：风荷载在结构表面上是不均匀分布的，这对结构的响应和稳定性会产生影响。

因此，在分析风荷载时，需要考虑风的流场特性和结构的几何形状。

三、风荷载分析方法1. 风洞试验：通过在风洞中模拟真实的气象条件和结构形状，测量风荷载的大小和方向。

风洞试验能够提供准确的实验数据，但其成本较高，且受到实验条件的限制。

2. 数值模拟分析：通过数值方法对结构在风中的响应进行模拟计算。

常用的数值方法包括计算流体力学方法（CFD）和有限元方法（FEM）。

数值模拟分析具有较高的灵活性和可靠性，但对计算模型和计算参数的准确性要求较高。

3. 统计分析方法：通过对大量的实验和统计数据的整理和分析，寻找风荷载的统计规律和概率分布。

统计分析方法能够提供一种评估风荷载的概率和安全性的手段，但需要足够的试验数据支持。

四、高压输电线路的风荷载响应高压输电线路通常由导线、杆塔、绝缘子等多个部分组成，在受到风荷载的作用下，会产生不同的响应。

输电线路杆塔结构风荷载分析【摘要】随着国民经济的不断发展和各行业用电需求的不断增加，它在有效保障输电线路安全运行方面发挥着重要作用。

在架空输电线路中，最严重的自然威胁是风荷载。

为了有效地解决和避免风荷载对输电线路的影响，有必要在线路设计中对风荷载进行合理的计算，并将其应用于线路建设中。

在风荷载计算中，由于各国、地区和标准的差异，需要进行合理的分析和设计，通过有效的比较，做出最合理的规范。

【关键词】输电线路;风载荷;计算方法;比较一、前言架空输电线路桅杆结构是我国架空输电线路工程建设中架空输电线路的重要组成部分，是保证输电线路安全的重要基础。

整个输电线路杆塔直接承受的各种电力负荷和风力发电机组的负荷不仅是最重要的负荷，也是对整个输电线路杆塔最严重的威胁之一。

通过对我国《输电系统线路工程设计规范》和国外《输电系统线路工程设计规范》中常用的风速和负荷测量计算方法进行更有效、更有针对性的分析比较，我们可以充分了解和看到我国输电系统线路设计中的风速和负荷测量，输电系统线路设计中的风速和负荷计算理论方法与其他发达国家的风速和负荷测量计算理论方法存在较大的技术差距。

通过这一比较，我们也希望能够初步完善我国输电线路风速和负荷测量计算的理论方法体系。

为工程设计之初输电系统线路结构的有效规划提供保证。

二、风载荷与输电线路的利害关系在导致输电电缆线路运行所受直接影响的自然灾害中,由水和风活动引起的风对输电电缆线路的严重损坏可能是最严重的并且由风占据了绝大部分的危险因素。

因此,对于台风电机在电气输电系统线路的潜在危害中也还是不能被过分疏忽的,还是必需及时引起人们足够的认识重视。

保证整个输电风机线路不会遭受风速和载荷的较大影响,需要对线路所受的风载荷大小做一个严格的风力测算,从而可以提高整个输电风机线路的综合抗风载荷能力,并且这样能有效率地减少因输电风机在载荷较大威胁下而产生的电力损失。

对于台风载荷运动产生的这些危害我们主要可以从影响风速、风向两两个方面对其进行深入分析。

高压输电线路的风荷载优化设计与安全评估一、引言高压输电线路是将电能从发电厂输送到用户终端的重要设施，而其施工与运行过程中常常面临的重要挑战之一就是风荷载的问题。

风荷载对于线路设备和结构的安全运行具有重要影响，因此进行高压输电线路的风荷载优化设计与安全评估是至关重要的。

本文将就高压输电线路风荷载的相关问题进行深入研究，探讨如何优化设计与安全评估，并提出一系列的解决方案。

二、高压输电线路风荷载特点及影响因素高压输电线路受到风荷载的影响，主要表现在以下几个方面：1. 结构受力：风荷载会对线路的杆塔、导线、绝缘子等结构组件施加较大的静载荷，可能导致结构产生变形、应力过大等问题。

2. 振动问题：风荷载会引起输电线路的振动，进而导致导线摆动、振动幅度增大，可能发生摆振和跳线等现象。

3. 导线断线：由于风荷载的作用，导线的应力会增加，如果应力过大、超过其极限，则可能导致导线断线。

影响高压输电线路风荷载的因素主要包括：风的速度、风向、风的频率特性、线路的结构参数、线路的布置等。

在进行风荷载的优化设计与安全评估时，需要综合考虑这些因素。

三、高压输电线路风荷载优化设计针对高压输电线路风荷载的优化设计问题，可以从以下几个方面入手：1. 结构参数优化：通过优化杆塔、导线、绝缘子等结构组件的参数，以减小风荷载所导致的应力和变形。

例如，在设计杆塔时，可以采用更流线型的形状，以减小风的阻力和对杆塔的作用力。

2. 材料选择和处理：选择高强度、耐风荷载的材料，以提高结构的稳定性和抗风能力。

同时，在材料处理上也可以采用防风、防锈等措施，提高材料的耐久性。

3. 强度分析与优化：通过强度分析和结构优化，确定杆塔和导线的合理尺寸和布置，以使得整个输电线路在面对风荷载时的抗风稳定性最佳。

4. 振动控制：采用减振措施，如针对导线的摆振和跳线问题，可以在导线间安装减振装置，以减小导线的振动幅度。

四、高压输电线路风荷载安全评估风荷载对于高压输电线路的安全运行至关重要，因此进行风荷载的安全评估势在必行。

风荷载对输电线路舞动的影响及防舞动措施摘要近年来，随着我国经济水平的不断提高，各行各业的发展日益加快，与此同时，人们对供电的安全性和可靠性也提出了更高的要求。

输电线路作为电能传输的主要线路之一，其运行的安全与否，直接影响供电的可靠性。

然而，由于我国的输电线路大多是架空线，外界自然条件对其的影响较大，其中又以风荷载最为严重，输电线路在风荷载的作用下会产生舞动，从而影响线路的安全稳定运行。

因此，必须采取相应的措施解决风荷载对输电线路造成的影响。

基于此点，本文分析了风荷载对输电线路的影响及危害，并在此基础上提出输电线路防舞动的具体措施。

关键词风荷载；输电线路；舞动1 风荷载对输电线路的影响及危害1.1 风荷载对输电线路的影响由风原因引起的自然灾害是造成输电线路被损坏的主要因素之一，它对于输电线路的危害相当之大，这一影响因素是绝对不可忽视的。

所以，准确地估计风荷载对输电线路的影响，不仅能够有效地提高线路自身的风抗能力，而且还可以在一定程度上提高经济效益。

风荷载对输电线路的影响具体体现在以下两个方面。

1）风速的影响。

我们都知道，风的速度并非一成不变的，有时风速会很大，有时风速则会很小。

当风作用到输电线路时，会导致杆塔、导线以及各种附件的荷载增大，从而会使输电线路的所承受的压力增加。

一般情况下，风速越高，对输电线路造成的变形或振动就越大。

这是因为，输电线路通常都是高柔性结构，较高的风速作用于其上时，会造成导线偏离垂直面，而且还会在一定程度上改变导线与杆塔及横担之间的接地距离，最终使导线发生不规则摆动；当输电线路受到匀速且风速较低的风力作用时，风力会在导线后面形成风力涡流，其特点是上下交替且频率不定，这种涡流会给导线带来一定的冲力，当该冲力的频率与导线的固有频率接近时，则会引发共振现象，进而引起导线振动。

如果风速达到每秒20m以上时，则会导致线路固有频率出现自激振动，此时的振幅相当大，极有可能造成输电线路舞动情况的发生，一旦导线发生振动或舞动时，就会影响输电线路的安全运行。

附录 A（资料性）输电线路安全风险多工况智能评估流程输电线路安全风险多工况智能评估流程如图A.1。

图A.1 输电线路安全风险多工况智能评估附 录 B （资料性） 相关计算公式A.1 比载计算公式见表A.1。

表A.1 比载计算公式式中：g ——架空线的单位长度质量，/kg km ； A ——架空线的截面积，2mm ；g ——重力加速度，29.80665/g m s =；b ——覆冰厚度，mm ；d ——架空线的外径，mm ；v W ——风速v 时的风压标准值，2/N m 或Pa ；v ——风速，/m s ；ρ——空气密度，3/kg m ； f a ——风速不均匀系数；c β——500kV 线路架空线风荷载调整系数；sc μ——风载体型系数（空气动力系数）； θ——风向与线路方向的夹角。

A.2风速不均匀系数见表A.2。

表A.2 风速不均匀系数A.3风载体型系数见表A.3。

表A.3 风载体型系数A.4架空线弧垂、线长、应力公式见表A.4。

表A.4 架空线弧垂、线长、应力公式一览表式中:0σ——架空线的水平应力，MPa ； γ——综合比载，/MPa m ；a ——架空线最低点至左侧低悬挂点的水平距离，m ；h ——高差，m ；l ——档距，m ；β——高差角，rad 。

A.5风偏公式见表A.3。

表A.5风偏公式一览表式中：0σ——架空线的水平应力，MPa ； 'γ——风偏下综合比载，/MPa m ；β——高差角，rad ； η——高差角，rad ；v γ——垂直投影面综合比载，/MPa m ；h γ——水平投影面综合比载，/MPa m 。

A.6 状态方程见表A.6。

表A.6 状态方程式中：12,L L ——两种状态下的档距，m ；12,av av σσ——两种状态下的整档电线的平均应力，MPa ；E ——导线的综合弹性系数，2/N mm ；α——温度线膨胀系数，1/℃； 0t ——导线制造气温，℃；12,t t ——两种状态下的导线气温，℃； 12,l l ——两种状态下的档距，m ；12,σσ——两种状态下的整档电线的水平应力，MPa ； 12γγ,——两种状态下的综合比载，/MPa m ；12,ββ——两种状态下的悬点间的高差角，rad 。