绞合型碳纤维复合芯导线的弧垂性能研究

• 作 者: 雷雨
• 出 处: 华北电力大学(北京)
• 发表日期: 2021年06期
• 关键词: 输电导线 弧垂计算方程 膨胀系数 数值仿真 弧垂特性试验

随着国民经济发展,用电需求不断增加,为提高输电导线的输送容量,出现了多种多样的增容导线,绞合型碳纤维复合芯导线是最具有应用前景的一种导线。另外,输电导线在设计运行时需着重考虑导线的弧垂,弧垂过大或者过小均会对输电线路的安全运行造成影响,因此本文针对绞合型碳纤维复合芯导线的弧垂特性进行研究。由于以往的研究主要针对外部因素,如覆冰、风载等外界因素对导线弧垂的影响,因此本文重点研究导线膨胀系数对导线弧垂的影响。本文选择绞合型碳纤维复合芯导线为研究对象,对其进行张力弧垂特性试验,得到导线温度—弧垂曲线,并以此试验为依据,建立导线有限元分析模型,并进行数值仿真分析,分析导线综合膨胀系数随运行温度上升的变化情况,得到导线的温度—膨胀系数曲线。类比传统导线弧垂计算方程得到绞合型碳纤维复合芯导线的弧垂计算方程,重点引入了迁移点温度与张力计算公式,得到迁移点温度以上导线弧垂计算公式,考虑到导线膨胀系数随运行温度不断变化,在算法中引入膨胀系数变化曲线,得到考虑导线膨胀系数的弧垂计算方程,通过计算结果与试验结果的对比,验证计算方程的有效性。建立不同工况下导线的有限元仿真模型,结合得到的导线温度—膨胀系数曲线,研究不同载荷,如覆冰、风载、大高差、大档距下导线的弧垂变化曲线。论文通过对绞合型碳纤维复合芯导线弧垂性能的研究,得到其温度—膨胀系数曲线及考虑导线膨胀系数的弧垂计算方程,在满足增容要求的同时,为输电导线的设计安装提供参考。