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输电线路动力学读书报告
一、认识动力学及输电线路动力学这门课程所要研究的内容【1】
1、输电线路动力学:研究输电线路的动力特性,确定输电线路在动力荷载作用下的动力反应。动力特性:周期、频率、振型及阻尼特性。动力反应:内力、应变、位移、速度、加速度等。荷载:静荷载、动荷载;确定性荷载、随机荷载;周期荷载、非周期荷载。动力学问题的特点:随时间变化;惯性力。惯性力是动力学与静力学本质的、重要的区别。
2、对质量位置及其运动的描述是动力学分析的关键。自由度及常用方法
自由度:动力分析中确定系统任一时刻全部质量的几何位置所需独立参数的个数。
离散化方法:将系统化为有限自由度体系。
(1)集中质量法:将系统质量按一定规律集中在某些点上,其余部分无质量。连续分布质量的无限自由度问题变为有限自由度问题。
(2)广义坐标法:决定系统几何位置的彼此独立的量,称为该系统的广义坐标。如对简支梁的位移可表示为形状函数(形函数)
(3)有限单元法:系统划分为一系列的单元,单元间以结点相连,结点的位移是决定系统全部质点位置的独立坐标。二结点之间的挠曲线称为位移函数(插值函数)。
3、气流引起的结构物的振动:有三种,卡门涡振动、颤振和驰振。
(1)微风振动:架空线在微风作用下产生的高频低幅的垂向振动,是一种受迫振动。特点是:微风、高频、低幅、长期。所需风速较小,~10m/s范围内;振动频率较高,3~120Hz;振幅不大,峰-峰值一般不大于架空线直径的3倍;持续时间较长,一般为数小时,有时可达几天。危害:主要是引起架空线疲劳断线等。
(2)颤振:是气流高速流过翼面,机翼的扭振与横向振动相互耦合产生的,特点是空气动力已经大到与结构振动恢复力相比拟,激发的结构振动频率不是其固有频率,产生频率漂移现象。在风速范围内,颤振一般不发生。
(3)弛振:是非圆截面构件在风激励下产生的一种自激振动。对架空线则叫做舞动。特点:低频、大幅、中风。频率低(~3Hz)、振幅大(一般为米数量级,可达10m以上),多在导线覆冰、气温0℃、且有强风(10~20m/s)。
4、研究的主要内容:
对动荷载引起的线路、杆塔的动力反应进行研究。
气流引起的结构物的振动有三种,卡门涡振动、颤振和驰振。在风速范围内颤振一般不发生,所以主要研究内容:
(1)、微风振动;
(2)、舞动;
(3)、杆塔振动;
(4)、塔线耦合。
二、什么是微风振动、微风振动的危害及防治措施
1、微风振动:微风振动是架空线在微风作用下产生的高频低幅的垂向振动。微风振动频率较高,一般5-120HZ;振幅不大,一般在架空线直径的3倍一下;所需风速较小,-10m/s范围内;持续时间较长,一般为数小时,有时达几天。我国能源分布的不均衡导致了中东部经济发达地区电力瓶颈问题愈发突出。高压输电作为调节电力分配的有效手段得到了广泛应用。随着建设里程的增加
,输电线在风荷载下断线事故屡有发生,由此带来停电、倒塔事故造成了严重的经济损失甚至人员伤亡[1~4 ] 。在风作用下,输电线的微风振动最为频繁,持续时间一般达数小时,有时可达数日[5 ] 。由此导致电线疲劳断股及金具、杆塔构件的损坏,并限制了导线的使用应力值。随着我国特高压工程的建设,送电线路的导线截面、张力、悬挂点高度及