输电线路设计规范中风载荷计算方法的比较

牛荫冠输电线路设计规范中风载荷计算方法的比较
【摘要】随着国民经济的不断发展,各行业用电需求的不断增加,有效地保证输电线路的安全运行起到了重要作用。在架空输电线路中受自然威胁最严重的是风载荷的作用,在风载荷的作用下会出现架空线路塔倒塌以及线路舞动等情况。为有效的解决并避免风载荷对输电线路的影响,需要在线路的设计中对风载荷做一个合理的计算,并在线路的建设中做好应用。在风载荷的计算中由于各国、各地区、各标准规范的不同,需要我们对其做一个合理的分析设计,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
模糊时间一、前言
在输电线路的建设中,输电线路杆塔是架空线路的重要组成结构,是保障线路安全的基础。在输电杆塔受到的各种载荷中风载荷是其受到的最主要的载荷,也是对输电线路杆塔威胁最严重的载荷之一。对输电线路杆塔所受到的风载荷进行细致地计算能清楚地对保障其安全运行有重要的作用。输电线路杆塔所受到的风载荷随高度的不同受到的载荷威胁也会产生不同
程度的影响,因此对风载荷的计算分析就至关重要。对输电线路杆塔所受到的风载荷进行有效的计算,准确地计算风载荷对输电线路杆塔产生的作用能够在一定程度上提高输电线路建设的抗风强度,并且能够在很大范围内减少因风载荷对线路造成的经济损失。通过对我国输电线路设计规范中的风载荷与国外的输电线路设计中的风载荷计算进行有针对性的比较能够充分地认识到我国输电线路中风载荷计算方法与其他国家输电线路中风载荷的计算方法存在的差距性问题,通过比较还能对我国的输电线路风载荷计算方法进行完善。从而在设计初对输电线路进行有效规划保障。表面活性剂论文
二、风载荷与输电线路的利害关系
在输电线路所受影响的自然灾害中,由风引起的输电线路的损坏是最严重的并且占绝大部分的因素。因此,对风在输电线路的危害中是不能被疏忽的,还需引起足够的重视。保证输电线路不受风载荷的影响,需要对所受载荷做一个严格的测算,从而提高输电线路的抗风能力,并且能有效减少因风载荷威胁产生的损失。对风载荷产生的危害我们可以从风速、风向两方面进行分析。
在风速对输电线路的影响研究中,可以发现自然界中风度并不是一成不变的,随天气的变
化会产生不同的影响。输电线路所搭载的杆塔、导线以及各种附属部件在不同风速的影响下都会产生不同类型的载荷从而影响到输电线路整体所承受的压力的不稳定。输电线路是搭载在杆塔上进行连续延伸的,整体呈现的是高柔性结构,在风速的作用下就会偏离垂直地面产生不同形式的变形或振动,影响导线、杆塔、以及地面之间的距离的变化。在受到匀速的较低风速影响下,背向风速的导线面会形成有一定风力的涡流,这种涡流在导线上会产生上下交替并且不稳定的频率,这种低风速下产生的频率与导线的固有频率非常接近,会导致输电线路的共振,给输电线路带来冲击。在较大风力的影响下还会出现输电线路本身频率的自激振动,会造成大幅度的摆动现象。在出现这种大幅度的摆动的情况下会影响输电线路的稳定,导致安全事故的发生。为确保输电线路安全运行的情况下需要采取必要的对策进行防范。
在研究风向对输电线路的影响时是通过空气动力学实验来进行比较的。在实验情况下使用输电线路的模型,模型的方向以垂直风向进行设计,这样会使风向与输电线路间形成一定的角度。在风力垂直吹向输电线路的情况下会产生自激振动,如果风向与物体保持平衡则不会产生这种情况。在大范围没有遮挡物的环境下做输电线路的振动实验会发现在风吹导线的的方向下能够使导线产生大范围的振动。在输电线路振幅的比较研究中发现风向在大
于四十五度角吹向输电线路的情况下产生的振动比较稳定,在小于四十五度角的情况下,振动的幅度不会太稳定,在小于二十度角的情况下没有振动的产生。通过振动与风向夹角的比对可以发现,输电线路振动的幅度与风吹向线路的夹角有相关性,在小角度的情况下线路的振幅会降到最低,因此可以得出在风向与导线角度平行的情况下线路产生的振动幅度是最小的。
三、风载荷计算方法的比较
通过对风载荷在与输电线路宏观上的研究后还需要从微观上进行分析解决风载荷对输电线路的影响,通过对我国的输电线路设计规范与外国的设计规范中对风载荷的计算方法进行比较后能够对我国在高压输电线路设计规范中风载荷的计算方法进行合理的制定。下表1列出几个重要国家的输电线路设计中风载荷的计算公式,分别为中国、国际电工协会、美国、日本在输电电路规范设计中的风载荷计算公式:
1 4种规范中输电线路的风荷载计算方法
项目 GB 50545 IEC 60826 ASC E74 JEC 127
杆塔风压 W=γ·W0·μZ·μS·βZ W=γ·W0·C· G W=γ·W0·KZ·C·G W=γ·W0·α·βK1·K2·C
氯铂酸线条风压 W=γ·W0·α·μZ·μS·βe W=γ·W0·C· G1·G W=γ·W0·KZ·C·G W=γ·W0·α·βK1·K2·C
参数说明 W0为基本风压;μZ为风压高度变化系数;μS为体型系数;βZβe风荷载调整系数(风振系数)为风压不均匀系数为荷载系数 W0为基本风压,教育规划纲要学习辅导百问C为体型系数;G为包含了风振系数和高度变化的综合系数;G1为档距折减系数为载荷系数 W0为基本风压;KZ为风压高度变化系数;C为体型系数;G为风振系数为载荷系数 W0为基本风压(已经考虑了阵风效应)为风压高度变化系数;C为体型系数;K2为地貌系数K1与结构规模和类型有关的系数为荷载系数
通过对公式的比较可以发现,在风载荷的计算公式中都包含了对高度、体型系数、风振系数三个方面的表达,只是通过不同的形式表达出来。
在实际应用中通过计算对比反映出我国对风载荷计算数值上与其他的规范都没有比较大的出入,只是在取值上稍有不同。在结构的安全度通过对最小设计风速、结构重要性系数以及载荷分项系数等方面制定的规范比国外相对保守,对杆塔风压的计算中对杆塔横担处的集中质量有忽略的地方,在档距对风荷载的影响中没有进行很好的应用。
四、结束语
输电线路规范中风载荷的计算是一个重要的工作,对杆塔结构及其稳定性方面有重要的作用。对我国以及国外对风载荷计算的研究有助于对我国输电线路杆塔风载荷有一个精确的认识了解,通过对比我们可以吸收国外计算精准的方面以弥补我国在风电线路载荷计算上的不足。
参考文献
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