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海岛输电塔线体系风振响应及易损性分析曾璧环;池曦锵;张佳毅;杨德栋;曹枚根【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2024(51)1【摘要】以温州洞头海岛3572线新建的单回路猫头塔ZMG32-28.5及其所在塔线体系为研究对象,对输电塔的抗风性能评估展开研究。
首先,采用ANSYS软件建立输电塔及其所在塔线体系的有限元模型,开展单塔和塔线体系的动力特性理论分析。
随后根据台风风谱,采用谐波叠加法,生成具有台风特性的脉动风速时程。
对塔线体系进行风振响应分析,了解塔线体系在设计风速作用下的塔身响应。
最后考虑输电塔结构参数和脉动风荷载的不确定性,通过拉丁超立方抽样方法生成了80组塔线体系随机样本;通过谐波叠加法模拟生成80组具有台风特性的脉动风速时程。
将塔线体系随机样本与风荷载一一对应组合,进行80组塔线体系的风振响应分析。
对风振响应结果进行回归分析,得到考虑塔线耦合效应的输电塔风荷载作用效应函数和塔顶位移响应的均值和标准差值;此外,对生成的80组输电塔随机样本开展了静力弹塑性分析,确定输电塔结构的各极限状态限值和标准差值。
基于上述两种分析计算结果,进行了考虑塔线耦合效应的输电塔风灾易损性分析,得到0°(顺线路)、90°(横线路)风向角工况下轻微破坏、中等破坏和倒塌破坏的风灾易损性曲线。
研究表明,55m/s极值风速作用下,横线路风向较顺线路风向发生破坏概率增加8.25%,在遭受重现期100年风速(41.95m/s)时,横线路方向发生倒塌破坏概率为20.19%,ZMG32-28.5塔还是有较大的倒塌风险。
【总页数】11页(P24-34)【作者】曾璧环;池曦锵;张佳毅;杨德栋;曹枚根【作者单位】温州电力建设有限公司;北方工业大学土木工程学院;国网浙江省电力有限公司温州供电公司【正文语种】中文【中图分类】TM732【相关文献】1.大跨越输电塔线体系风振响应频域分析及风振控制2.大跨越输电塔线体系风振响应及风振系数分析3.海岛大跨越输电塔线体系风振响应及风振系数4.特高压输电线路塔线体系风振响应特性及对登塔人员影响分析5.海岛大跨越输电塔线体系风振响应及动力失稳分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
输电塔塔线体系风振响应分析摘要：输电塔线体系是国家重要的电力工程设施，也是保障人们生产生活有序进行的重要设备，输电塔线体系的稳定性和安全性直接关系到电网运行的可靠性，而风荷载是影响它们安全性的主要因素之一。
本文首先，简要介绍了我国超高压、特高压输电线路的发展前景。
接着，从输电塔线体系的分析模型、风振分析、风振控制三大块，对输电塔线体系抗风设计理论的发展进行了综述。
关键词：输电塔线体系；动力特性；风致动力响应；风致振动控制前言随着社会经济的发展以及人民物质生活水平的提高，人们在生产生活中对电力的需求大大增加，电力行业得到了迅速发展，作为电力能源输送的重要设备的输电塔如雨后春笋般建立起来，数量多而且重要性越来越高高。
输电塔线体系日趋呈现杆塔架构高、导线截面大、间隔长、负荷大、柔性强等特点。
由于铁塔柔性强、导地线和绝缘子串的几何非线性以及塔线之间、塔与基础之间的耦合作用，再加上而输电塔线体系对风与地震、恶劣天气变化和温度湿度等环境因素较为敏感，容易发生动力疲劳和失稳等现象[1]。
尤其是在强风作用下，容易发生塔架倒塌、损毁等事故。
因此，对输电塔风荷载进行研究具有重要的现实意义。
输电塔线体系是一种复杂的空间耦联体系，对其风振动力响应的分析具有一定的难度。
目前，在输电塔结构的设计中塔架和输电线是分开设计的，导线的荷载当作外力加在输电塔上，并不考虑塔线之间的耦合作用。
所以导线在脉动风作用下振动时，会产生变化的动张力。
同一输电塔两侧的动张力是不平衡的，该张力差使输电塔发生位移；而输电塔本身在风荷载的作用会移动，得导线内的张力进一步变化[2]。
如此一来，导线与输电塔形成复杂的动力耦合体系是相互影响，共同作用的。
1输电塔线体系的动力分析的模型输电塔线体系是由柔性强铁塔、导地线和绝缘子串的几何非线性以及塔线之间、塔与基础之间的一种复杂空间耦合体系。
其承受的动力作用主要是风荷载与地震作用。
输电塔线体系对风力作用极其敏感，易产生大的风致动力响应，导致动力疲劳和失稳破坏等现象。
台风作用下输电塔线体系动力响应分析安利强;张志强;黄仁谋;张荣伦;庞松岭;梁成;杨文刚【摘要】台风作用下输电线路倒塔事故时有发生.通过YanMeng台风风场和Monte Carlo法模拟得出了海口市的极值风速和风剖面指数,并采用石沅台风风谱进行了台风脉动风的数值模拟,在ANSYS中建立一塔两线模型,计算了模型在台风风载荷作用下的风载荷效应.分析表明:导、地线线条风载荷对主材轴力的贡献率很大,极值状态时达到了58.9％,通过在台风区适当减小档距或者采用落线护塔的方式可以减小台风带来的损害;台风的高强度和高湍流特性,导致在极值状态下的响应远大于静风等效作用下的响应,规范中所取的风载荷调整系数偏小,对于台风工况,应充分考虑其动力放大作用.%Collapse accidents of transmission tower-line systems under typhoon occur frequently.Here,the extreme wind speed and wind profile index were simulated using Monte-Carlo method and YanMeng typhoon field,the fluctuating wind of typhoon was calculated using Shiyuan typhoon spectrum.A model consisting of one tower and two-span conductors was established with the FE software ANSYS,and the wind load effect of the model was calculated under typhoon wind load.The analysis indicated that the wind load of conductors and ground wires make a significant contribution to the axial force of principal members,the contribution rate reaches 58.9％ during extreme value status of typhoon;the damage due to typhoon can be reduced through appropriately decreasing span distance or dropping lines to protect towers in typhoon region;the dynamic responses of the model during extreme value status of typhoon are much larger than those of the model duringthe equivalent static wind status due to high strength and high turbulence's characteristics of typhoon;the adjustment coefficient of wind load in the existing design code seems to be smaller,its dynamic amplification effect must be fully considered under typhoon condition.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)023【总页数】8页(P255-262)【关键词】极值风速;台风;塔线体系;动态响应【作者】安利强;张志强;黄仁谋;张荣伦;庞松岭;梁成;杨文刚【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;海南电力技术研究院,海南海口570125;海南电力技术研究院,海南海口570125;海南电力技术研究院,海南海口570125;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003【正文语种】中文高压架空输电线路是由地基、铁塔、绝缘子串、导地线等组成的力学体系，一条输电线路分为多个耐张段，一个耐张段两端为耐张塔，中间为直线塔，输电线路对风具有很高的敏感性[1]，尤其是台风这种高湍流、高强度、高变异的复杂风场。
摘要高压输电塔是重要的生命线工程，属于高耸轻柔结构，对风荷载比较敏感，在输电塔的设计中风荷载往往起控制作用。
以往的分析设计通常按基础固支来处理，然而多数情况下地基并不是刚性的，按基础固支计算的结果可能与实际不符。
为了考虑弹性地基对输电塔风振响应的影响，本文对考虑SSI效应的输电塔线体系进行了一系列研究，主要研究内容包括以下几部分：①通过ANSYS有限元软件建立输电塔-线-基础-地基整体有限元模型，并进行了模态分析以及风振响应时程分析。
分析表明：考虑塔线耦联作用以及地基基础的影响后输电塔各阶频率均有不同程度的降低。
考虑SSI效应后，软土地基上采用独立基础的塔线体系塔顶位移响应最大值与均方根值均增大6%以上，塔顶加速度响应减小幅度较小，塔脚支反力峰值均减小，塔底主杆轴力峰值均增大。
当地基土为中软土或硬土时考虑SSI效应后塔顶位移及加速度响应变化均不明显，SSI效应可以忽略。
基础形式由独立基础改为桩基后，塔顶位移响应增大，塔顶加速度响应减小，塔脚上拔力峰值减小，塔底主要杆件轴力峰值减小。
②输电塔-线-基础-地基整体有限元模型能够真实模拟土与结构相互作用，但需耗费巨大的计算资源。
建立了能够考虑SSI效应的输电塔线体系风振响应分析的两种简化模型，一种是基于ANSYS的简化模型一，将地基土用一系列COMBIN14弹簧单元等效，均匀分布于基础周围；另一种是基于MATLAB的简化模型二，输电线简化为垂链模型，输电塔简化为集中质量模型，地基基础采用S-R 模型。
采用两种简化模型进行风振响应分析并与整体有限元模型的响应结果做比较分析。
分析表明：对于塔线体系，简化模型一的塔顶位移及加速度响应均具有较高的精度，迎风面塔脚的上拔力及塔底主杆轴力峰值误差在10%左右，背风面相应的响应值精度较高；简化模型二的塔顶位移响应误差在10%以内，塔顶加速度响应误差在20%以内。
两种简化模型在保证计算精度的同时大大提高了计算效率。
③基于提出的简化模型二，对考虑SSI效应的输电塔线体系风振响应进行了参数分析，分析了考虑SSI效应的输电塔线体系的风振响应与地基土的剪切波速、基础尺寸、塔脚间距、输电塔档距、风荷载大小、塔体刚度之间的关系。
山区大高差输电塔线体系风振响应及纵向不平衡张力研究
随着电力行业的不断发展，山区输电线路建设成为我国电网发展的重要任务之一。
然而，山区地形复杂，地势起伏，导致山区输电线路存在大高差的情况，这给输电塔线体系的风振响应和纵向不平衡张力带来了挑战。
首先，我们需要了解山区输电塔线体系的风振响应。
山区地形的起伏使得输电塔线体系受到风力的作用不均匀，不同位置的输电塔线体系所受到的风力大小和方向也会不同。
这就导致了输电塔线体系的风振响应不一致。
风振响应是指输电塔线体系在受到风力作用下产生的振动现象。
这种振动会给输电塔线体系带来一系列的问题，如振动幅值过大、振动频率与结构固有频率接近等。
因此，对山区大高差输电塔线体系的风振响应进行研究，对于确保输电线路的稳定运行至关重要。
其次，我们需要研究山区输电塔线体系的纵向不平衡张力。
纵向不平衡张力是指输电塔线体系在受到风力作用下，不同塔位所受到的张力大小不一致。
山区地形的起伏以及输电线路的曲线走向，使得输电塔线体系的纵向张力存在不平衡的情况。
这种纵向不平衡张力会对输电塔线体系的结构稳定性产生影响，甚至可能导致输电线路的断裂。
因此，研究山区大高差输电塔线体系的纵向不平衡张力，对于保证输电线路的安全运行具有重要意义。
综上所述，在山区大高差输电塔线体系中，风振响应和纵向不平衡张力是两个重要的研究方向。
通过对这两个问题的研究，可以为山区输电线路的设计和运行提供科学依据。
同时，也可以为提高输电线路的安全性和可靠性做出贡献。
因此，进一步深入研究山区大高差输电塔线体系的风振响应和纵向不平衡张力，具有重要的理论和实际意义。
格构式输电塔及输电塔—线体系风振响应研究输电塔-线体系兼有质轻、高柔、大跨和小阻尼等特点,对风荷载十分敏感。
输电线路的风致破坏现象时有发生。
当前,对于格构式输电塔的具体抗风设计方法以及输电塔-线体系的风振响应均处于研究阶段,尚未建立起一个包括细节在内且公认有效的具体实施方案,甚至关于格构式输电塔横风向振动的作用机理还仍处于探讨阶段,尚未有统一定论。
本文从指出并完善广义气动力谱理论公式的固有缺陷入手,并通过三种典型格构式输电塔气动弹模型的风洞试验,主要对格构式输电塔横风向振动的作用机理、风振激励模型、位移响应实用计算模型以及内力响应新的计算方法等方面作了系统性研究。
通过研究,不仅对横风向振动的作用机理有了更为清晰的认识,同时还为格构式输电塔风振响应计算提供了一个参数明确、实用性强且更加方便快捷的可行性实施方案；此外,通过三种典型格构式输电塔-线体系的风洞试验,对输电塔-线体系研究对象的合理选定、中塔(气动弹塔,下同)的风振特性及其风振响应规律等方面进行了研究,其中的部分内容具有“首次”和“发现”意义。
本文工作主要包括如下几个方面：(1)明确指出了当前消除基底力矩一阶振型共振贡献理论公式的固有缺陷,并对该公式进行了理论完善。
首先,明确指出当前消除基底力矩一阶振型共振贡献理论公式的固有缺陷；然后,引入理应客观存在的且能够体现输入与输出相关性的交叉项,明确交代了具体推导过程,从而推导出相应的计算公式；进一步,明确指出了由此公式得到的广义力谱是已包括了气动阻尼在内的广义气动力谱,并给出物理解释和有助于理解的理论说明。
因此,可不必为此对气动阻尼再进行评估。
(2)全面且深入考究了格构式输电塔横风向振动的作用机理。
首次明确指出了高频漩涡脱落在性质上的存在性及其在量化上的可忽略性；深入并全面分析了格构式输电塔横风向振动诱因,由此可知横风向振动是由于来流风与格构式输电塔相互作用过程中产生了一种垂直于来流方向的大尺度尾流所致,从而考证了邹良浩博士在结论层面上的研究结果；对紊流场与均匀流场试验结果进行对比分析,进而明确指出：紊流场中诱发格构式输电塔横风向振动的大尺度尾流主要是由于来流风中的脉动成分所致,而不是均匀流。
110 kV线路风振失稳模态分析及其现场治理何平;何若冰;王伟;谢文平【摘要】Strong wind storms often happen in coastal areas in Guangdong province which might cause collapse of power transmission towers and instabilities of wind vibrations of power transmission conductors and drainage wires. Therefore,tak-ing some 1 1 0 kV line as a research object and according to wind vibration theory of power transmission tower,a kind of fi-nite element model for typical tower was established by using ANSYS software and nonlinear buckling analysis on the power transmission tower was proceeded. Strategy for restricting tower vibration by applying principle of damping dissipation ener-gy and an optimizing configuration scheme of installing damper was proposed as well. Onsite demonstrations prove that the proposed scheme for management on wind vibration instability is effective and feasible that might ensure enough security of power transmission tower under the action of external load.%广东沿海地区强风暴灾害多发，常造成输电线路杆塔倒塌，输电导线、引流线等风振失稳。
