覆冰導(dǎo)線風(fēng)動脫冰機(jī)理的半橢圓模型研究

覆冰導(dǎo)線風(fēng)動脫冰機(jī)理的半橢圓模型研究

隨著溫度和自然風(fēng)速的增加，或空氣含濕量降低，導(dǎo)致高速融化冰、機(jī)械破裂和升華脫冰的現(xiàn)象。在自然力的作用下，不均勻脫冰或不均勻脫冰不僅會影響導(dǎo)線后的再冰過程，還會由于短暫張力的變化而影響塔桿的逆線。另一個例子是，當(dāng)導(dǎo)線脫冰時，由于張力差和無法平衡時，塔桿將像往常一樣倒在地上。另一個例子是，當(dāng)導(dǎo)線脫冰時，由于導(dǎo)線的彈性勢能，導(dǎo)線的動能和位能發(fā)生變化，導(dǎo)線將上升，導(dǎo)致導(dǎo)線和地線之間的閃燒或短路，并燒毀導(dǎo)線。1984年2月，四川省西昌永樂山市220kv南9000穿過陡峭的遼濱地區(qū)。根據(jù)實(shí)際觀測，它受到了許多因素的脫冰和線路跳的影響。然而,對導(dǎo)線在自然力作用下的脫冰問題的研究遠(yuǎn)比對導(dǎo)線覆冰問題的研究為少本文旨在對這一問題的脫冰機(jī)理進(jìn)行初步探討.1風(fēng)動脈內(nèi)陣風(fēng)系數(shù)為簡化分析,選用如圖1所示的半橢圓形導(dǎo)線圖,橢圓的長軸風(fēng)作用在圖1所示的偏心覆冰面上時會產(chǎn)生一個力矩=式中是覆冰形狀的函數(shù),即隨縱橫比最大風(fēng)力矩=2式中最大風(fēng)力矩扭轉(zhuǎn)角用=2式中在破冰時,風(fēng)的紊動是一個很重要的參數(shù),因?yàn)?風(fēng)速的增加會導(dǎo)致應(yīng)力變化.陣風(fēng)會使導(dǎo)線產(chǎn)生振動,導(dǎo)致覆冰破裂,有時甚至產(chǎn)生大量脫冰.為了表達(dá)陣風(fēng)的紊動度,引入陣風(fēng)系數(shù)=當(dāng)陣風(fēng)持續(xù)時間為10～30min時,陣風(fēng)系數(shù)顯然陣風(fēng)的出現(xiàn)除產(chǎn)生交變應(yīng)力外,還會增加導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)角,從而增加扭力矩.2偏心覆冰的力學(xué)性質(zhì)因?yàn)橛贲「脖鶗r,表面總有一層液膜存在,故導(dǎo)線覆冰截面以圓形為主,只有在霧凇情況下,才可能產(chǎn)生偏心覆冰,所以選用典型的硬霧凇來計算冰的機(jī)械性質(zhì).對于典型的硬霧凇,當(dāng)抗拉強(qiáng)度:楊氏模量:抗剪彈性模量:抗剪強(qiáng)度:單位長導(dǎo)線的覆冰質(zhì)量為=覆冰質(zhì)心到導(dǎo)線中心的距離=4(當(dāng)導(dǎo)線因偏心覆冰發(fā)生扭轉(zhuǎn)時,則單位長導(dǎo)線扭矩為=式中=偏心覆冰重力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角=式中=[π3最大切削應(yīng)力對于圖1所示的半橢圓形覆冰,最大剪切應(yīng)力出現(xiàn)在與導(dǎo)線相連的覆冰兩側(cè),可按下式計算=2式中當(dāng)4風(fēng)動脫冰典型風(fēng)動脫冰根據(jù)以上公式計算出的最大剪切應(yīng)力為1)在風(fēng)動力及覆冰自重力的作用下,導(dǎo)線上的覆冰會產(chǎn)生剪切破壞,剪切力大小與風(fēng)速、攻角及覆冰形狀等有關(guān).2)最大切應(yīng)力出現(xiàn)在導(dǎo)線的端部(桿塔處),而最大扭轉(zhuǎn)角出現(xiàn)在導(dǎo)線中部.覆冰破裂脫離應(yīng)從端部開始,脫冰處產(chǎn)生應(yīng)力集中,使得導(dǎo)線表面上剩余冰的粘附力變得越來越弱,越來越易受風(fēng)所產(chǎn)生的應(yīng)力破壞.因此,風(fēng)動脫冰是一個逐步進(jìn)行的過程,先從導(dǎo)線支撐點(diǎn)的兩端開始,然后逐步向檔中發(fā)展.3)風(fēng)動脫冰時因不同期或不均勻脫冰會引起相鄰檔導(dǎo)線的振動,產(chǎn)生交變應(yīng)力,加速冰的破壞脫落.扭振對脫冰的貢獻(xiàn)應(yīng)專題研究.4)盡管風(fēng)動脫冰時風(fēng)速很重要,但它并不是影響脫冰的唯一因素,