输电线强风抖振顺风向动张力的理论与试验

摘要

架空输电线路具有跨度大且较柔和质量轻且阻尼小的特点,对风荷载的作用十分敏感.脉动风作用下导线连接处及其端部的抖振动张力,是输电线路结构设计研究的重难点.本文基于结构随机振动理论和索结构力学,将静力平衡状态下的动力响应分为背景响应和共振响应,重点讨论通过影响线函数确定的背景分量,给出了顺风向(垂直于导线平面方向)动张力的背景响应功率谱函数及均方根的频域解析解.通过设计且完成了双跨四分裂输电线标准气动弹性模型风洞试验,并考虑耐张绝缘子、I形绝缘子和V形绝缘子的3种连接方式,采用高频测力天平装置,考察了风振空间动张力的作用规律.研究表明,跨中连接处绝缘子类型对顺风向张力的影响较为明显.不可忽略的气动阻尼效应使得背景响应占动力总响应的绝大部分.同时通过风洞试验也验证了本文理论模型具有相对的精确性.