圆线同心绞架空导线线股应力研究

摘要

圆线同心绞架空导线是由若干股线绞合而成的复合导线。由于绞线在多方面所呈现的优异性能,因此广泛应用在国民经济的各个领域中。在输电线路中,广泛采用各种绞线作为导、地线。绞线在其使用过程中经受着各种各样的荷载。为确保绞线的安全可靠运行,有必要对绞线的受力性能加以分析。
　　正是随着输电线路的迅猛发展,对输电线路运行的安全稳定提出了更高要求。大范围覆冰引起的导线断股甚至断线,最重要的是因为设计的覆冰厚度不够,导线的抗拉强度无法承受实际荷载,因此开展针对架空导线的力学性能研究对电网可靠运行影响巨大。在对输电线路导线的疲劳破坏和覆冰过载导致断股、断线的系统分析中,发现数学、物理计算模型建立的清晰准确是高压输电线路设计的基础,分析导线线股的应力分布对研究磨损机理有重要作用,合理确定导线的机械性能对于电网运行具有直接的经济效益和社会意义。
　　本课题结合输电导线的分层结构和应变理论推导了架空导线的分层模型,对各层股线的应力分布和层间相互挤压进行了推导与计算,通过分析计算结果提出导线所具有的分层力学特性。根据架空导线的结构,以钢芯铝绞线为研究对象,采用 ANSYS软件建立完整钢芯铝绞线模型,验证了模型的合理性。钢芯铝绞线在受到轴向张力作用下,为了清晰的了解整体和局部的应力分布,从宏观和微观两方面分析了输电导线的应力分布,并分析了不同工况下和不同导线线股的应力分布规律,并与理论进行对比分析。通过理论计算和有限元计算相结合的方法,可以更科学的揭示导线线股的应力分布。通过理论计算和有限元计算结果,可以为导线可靠性设计提供可借鉴的研究方法。研究结果可应用于架空导线松弛、磨损、疲劳寿命、抗震、防滑等问题的深入研究。

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选题的依据与意义

国内外文献资料综述

1 绪论

1.1 架空导线种类

1.2 架空导线发展现状

1.3 架空导线的应用情况

1.4 课题背景及意义

1.5 本文研究内容

2 导线分层模型的推导

2.1 导线的结构及物理性能

2.2 力学模型的基础条件

2.3 导线力学特性分析

2.4 导线分层模型计算实例

2.5 小结

3 不同工况应力分布分析

3.1 有限元法基础理论

3.2 建模的准备工作

3.3 建立导线有限元模型

3.4 不同工况应力分布分析

3.5 小结

4 不同导线应力分布分析

4.1 不同钢比导线的张力分布

4.2 不同钢比导线挤压力分布

4.3 小结

5 总结及展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录：攻读工程硕士学位期间发表的部分学术论著

致谢