浏览全部资源
扫码关注微信
非均匀覆冰下输电导线的非均匀脱冰动力特性
Dynamic Characteristics of Non-uniform Ice-shedding of Transmission Lines Under Non-uniform Icing
- 默认刊物名称 2025年
- 作者机构：
1.湖北省输电线路工程技术研究中心（三峡大学）,湖北省宜昌市443002
2.三峡大学电气与新能源学院,湖北省宜昌市443002
3.湖北省超能电力有限责任公司,湖北省武汉市430051
4.国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司,湖北省宜昌市443002
- 作者简介：
[ "王爽（1987—），男，通信作者，博士，研究生导师，主要从事输变电设备智能运维和健康管理相关研究（）。" ]
[ "马天缘（2000—），男，硕士研究生，主要从事输电线路结构分析与动力特性相关研究（）。" ]
- 基金信息：湖北省重点研发计划(2020BAB110);湖北省输电线路工程技术研究中心开放基金(2022KXL04)
DOI：
中图分类号：收稿日期：2024-07-24，
修回日期：2024-08-28，
录用日期：2024-09-22，
- 稿件说明：
移动端阅览
王爽, 马天缘, 唐波, 等. 非均匀覆冰下输电导线的非均匀脱冰动力特性[J/OL]. 默认刊物名称, 2025.
WANG Shuang, MA Tianyuan, TANG Bo, et al. Dynamic Characteristics of Non-uniform Ice-shedding of Transmission Lines Under Non-uniform Icing[J/OL]. Moren journal, 2025.
摘要
非均匀覆冰和脱冰跳跃对输电线路安全运行构成了极大的威胁，在微地形、微气象区域尤为显著。为此，本文根据线路非均匀覆冰特点，设计了两种典型的非均匀覆冰形式，运用有限元方法建立了连续五档覆冰输电导线脱冰跳跃分析模型，计算得到了非均匀和均匀覆冰导线在不同非均匀脱冰形式下的动力特性，探究了档距、高差、档数等参数对非均匀覆冰条件下导线非均匀脱冰的最大跳跃高度及其发生位置的影响规律。结果表明：在不同的覆冰形式下，导线中部脱冰时的跳跃高度总是最大，且非均匀覆冰条件下导线的脱冰动力响应更加剧烈；导线最大跳跃高度所在位置受脱冰形式的影响显著，总体来看，非均匀脱冰时最大跳跃高度位置主要分布在0.39~0.62倍档距范围内。研究结论可为输电线路抗冰设计和除冰方案制定提供参考。
Abstract
不均匀的结冰和除冰对输电线路的安全运行构成重大威胁，尤其是在微地形和微气象领域。因此，根据线上不均匀结冰的特点，本文设计了两种典型的不均匀结冰形式。采用有限元方法建立了连续五跨覆冰输电线路的排冰跳跃分析模型。计算了不同非均匀结冰形式下非均匀和均匀结冰导体的动态特性。探究了非均匀排冰条件下跨度、高度差和跨度数等参数对导体最大跳跃高度和导体非均匀排冰位置的影响。结果表明，在不同结冰形式下，导体中间的除冰跳跃高度始终最大。此外，不均匀的结冰条件导致脱落的动态响应明显更严重。结冰的形式会显著影响导体最大跳跃高度的位置。一般来说，非均匀冰脱落期间的最大跳跃高度主要出现在跨度的 0.39 到 0.62 倍处。研究结论可为输电线路的防冰设计和除冰方案的制定提供参考。
关键词
Keywords
references
巢亚锋 ， 岳一石 ， 王成 ， 等 ． 输电线路融冰、除冰技术研究综述 [J ] ． 高压电器 ， 2016 ， 52 ( 11 )： 1 - 9+24 ．
CHAO Yafeng , YUE Yishi , WANG Cheng , et al . De-icing techniques for ice-covered transmission lines: a review [J ] . High Voltage Apparatus , 2016 , 52 ( 11 ): 1 - 9+24 .
李梦丽 ， 柏晓路 ， 李清 ， 等 ． 大截面导线重覆冰区不均匀冰纵向荷载特性分析 [J ] ． 高压电器 ， 2020 ， 56 ( 2 )： 183 - 188 ．
LI Mengli , BAI Xiaolu , LI Qing , et al . Analysis on longitudinal load of uneven ice⁃shed for Large cross⁃section conductor in heavy icing area [J ] . High Voltage Apparatus , 2020 , 56 ( 2 ): 183 - 188 .
张璐 ， 李新民 ， 李伟 ， 等 ． 特高压直流线路带电融冰系统研制及工程应用 [J ] ． 高压电器 ， 2024 ， 60 ( 3 )： 214 - 222+228 ．
ZHANG Lu , LI Xinmin , LI Wei , et al . Development and project application of live ice⁃melting system for UHVDC transmission lines [J ] . High Voltage Apparatus , 2024 , 60 ( 3 ): 214 - 222+228 .
王勇 ， 苗虹 ， 莫思特 ， 等 ． 高压架空输电线路防冰、融冰、除冰技术研究综述 [J ] ． 电力系统保护与控制 ， 2020 ， 48 ( 18 )： 178 - 187 ．
WANG Yong , MIAO Hong , MO Site , et al . Summary of research on anti-ice, ice melting and de-icing of high voltage overhead transmission lines [J ] . Power System Protection and Control , 2020 , 48 ( 18 ): 178 - 187 .
杨风利 ， 李清华 ， 邵帅 ， 等 ． 脱冰工况下特高压输电铁塔地线横担受力特征及破坏模式 [J/OL ] ． 中国电机工程学报 ， 2023 ： 1 - 11 [ 2024-05-28 ] . https://link.cnki.net/urlid/11.2107.TM.20240329.1057.001 https://link.cnki.net/urlid/11.2107.TM.20240329.1057.001 .
YANG Fengli , LI Qinghua , SHAO Shuai , et al . Mechanical characteristics and destroyed modes for cross-arm supporting ground wires of uhv transmission tower under ice shedding [J/OL ] . Proceedings of the CSEE , 2023 : 1 - 11 [ 2024-05-28 ] . https://link.cnki.net/urlid/11.2107.TM.20240329.1057.001 https://link.cnki.net/urlid/11.2107.TM.20240329.1057.001 .
MORGAN V T , SWIFT D A . Jump height of overhead line conductors after the sudden release of ice loads [J ] . Proceedings of the Institution of Electrical Engineers , 2010 , 111 ( 10 ): 1736 - 1746 .
JAMALEDDINE A , MCCLURE G , ROUSSELET J , et al . Simulation of ice-shedding on electrical transmission lines using ADINA [J ] . Computers & Structures , 1993 , 47 ( 4/5 ): 523 - 536 .
陈勇 ， 胡伟 ， 王黎明 ， 等 ． 覆冰导线脱冰跳跃特性研究 [J ] ． 中国电机工程学报 ， 2009 ， 29 ( 28 )： 115 - 121 ．
CHEN Yong , HU Wei , WANG Liming , et al . Research on ice-shedding characteristic of icing conductor [J ] . Proceedings of the CSEE , 2009 , 29 ( 28 ): 115 - 121 .
谢献忠 ， 李丹 ， 黄伟 ， 等 ． 塔线体系脱冰跳跃动力特性实验研究 [J ] ． 应用力学学报 ， 2017 ， 34 ( 5 )： 855 - 861，1010 ．
XIE Xianzhong , LI Dan , HUANG Wei , et al . Experimental study on dynamical properties of tower-line systems induced by ice-shedding [J ] . Chinese Journal of Applied Mechanics , 2017 , 34 ( 5 ): 855 - 861, 1010 .
王璋奇 ， 齐立忠 ， 王孟 ， 等 ． 架空输电导线脱冰跳跃实验系统 [J ] ． 电力建设 ， 2016 ， 37 ( 6 )： 109 - 115 ．
WANG Zhangqi , QI Lizhong , WANG Meng , et al . Ice shedding experimental system for overhead transmission lines [J ] . Electric Power Construction , 2016 , 37 ( 6 ): 109 - 115 .
王璋奇 ， 齐立忠 ， 王剑 ， 等 ． 架空输电线非同期脱冰跳跃动张力实验研究 [J ] ． 振动与冲击 ， 2016 ， 35 ( 22 )： 61 - 65 ．
WANG Zhangqi , QI Lizhong , WANG Jian , et al . Experiments on the dynamic tension of an overhead conductor under the asynchronous ice shedding [J ] . Journal of Vibration and Shock , 2016 , 35 ( 22 ): 61 - 65 .
KOLLÁR L E , FARZANEH M . Vibration of bundled conductors following ice shedding [J ] . IEEE Transactions on Power Delivery , 2008 , 23 ( 2 ): 1097 - 1104 .
KOLLÁR L E , FARZANEH M . Natural wet-snow shedding from overhead cables [J ] . Cold Regions Science and Technology , 2010 , 60 : 40 - 50 .
鲁元兵 ， 楼文娟 ， 李焕龙 ． 输电导线不均匀脱冰的全过程模拟分析 [J ] ． 振动与冲击 ， 2010 ， 29 ( 9 )： 47 - 50，81，241 ．
LU Yuanbing , LOU Wenjuan , LI Huanlong . Whole process analysis for non-uniform ice shedding of transmission lines [J ] . Journal of Vibration and Shock , 2010 , 29 ( 9 ): 47 - 50, 81, 241 .
王黎明 ， 曹露 ， 高亚云 ， 等 ． 输电线路非均匀脱冰严重工况的规律 [J ] ． 高电压技术 ， 2018 ， 44 ( 8 )： 2442 - 2449 ．
WANG Liming , CAO Lu , GAO Yayun , et al . Law of Sever Conditions of Non-uniform Ice-shedding Jumping of Transmission Lines [J ] . High Voltage Engineering , 2018 , 44 ( 8 ): 2442 - 2449 .
张跃龙 ， 楼文娟 ， 黄赐荣 ， 等 ． 局部脱冰对导线跳跃高度影响的参数化分析及局部脱冰效应系数研究 [J ] ． 中南大学学报(自然科学版) ， 2022 ， 53 ( 10 )： 3959 - 3966 ．
ZHANG Yuelong , LOU Wenjuan , HUANG Cirong , et al . Parametric analysis of the effect of partial ice shedding on conductor jump height and study of the partial shedding effect factor [J ] . Journal of Central South University(Science and Technology) , 2022 , 53 ( 10 ): 3959 - 3966 .
张宇卓 ， 江岳 ， 李小亭 ， 等 ． 架空输电导线不均匀脱冰跳跃高度计算 [J ] ． 振动与冲击 ， 2023 ， 42 ( 11 )： 75 - 86 ．
ZHANG Yuzhuo , JIANG Yue , LI Xiaoting , et al . Calculation of jump height for uneven ice-shedding of overhead transmission lines [J ] . Journal of Vibration and Shock , 2023 , 42 ( 11 ): 75 - 86 .
晏致涛 ， 李孟珠 ， 熊辉 ， 等 ． 考虑高差覆冰输电线路链式脱冰振动 [J ] ． 湖南大学学报(自然科学版) ， 2020 ， 47 ( 3 )： 115 - 121 ．
YAN Zhitao , LI Mengzhu , XIONG Hui , et al . Zippered deicing vibration of an iced transmission line considering altitude difference [J ] . Journal of Hunan University(Natural Sciences) , 2020 , 47 ( 3 ): 115 - 121 .
许燕飞 ， 徐鹏 ， 李海涛 ， 等 ． 连续档架空输电线路非均匀脱冰动力响应分析 [J ] ． 测试技术学报 ， 2022 ， 36 ( 3 )： 244 - 251，271 ．
XU Yanfei , XU Peng , LI Haitao , et al . Dynamic response analysis of non-uniform ice-shedding of continuous transmission lines [J ] . Journal of Test and Measurement Technology , 2022 , 36 ( 3 ): 244 - 251, 271 .
谢东升 ， 孙滔 ， 史卓鹏 ， 等 ． 输电线路拉链式脱冰振动特性试验研究 [J ] ． 兵器装备工程学报 ， 2021 ， 42 ( 7 )： 134 - 141 ．
XIE Dongshen , SUN Tao , SHI Zhuopeng , et al . Experimental study on vibration characteristic of transmission lines under unzipping ice shedding [J ] . Journal of Ordnance Equipment Engineering , 2021 , 42 ( 7 ): 134 - 141 .
ZHOU W W , ZHANG X L , LI X T , et al . Computational analysis on unbalanced tension in overhead power lines under non-uniform accreted ice [J ] . Electric Power Systems Research , 2022 , 202 : 107606 .
WU K W , YAN B , YANG H X , et al . Dynamic response characteristics of isolated-span transmission lines after ice-shedding [J ] . IEEE Transactions on Power Delivery , 2023 , 38 ( 5 ): 3519 - 3530 .
王金锁 ， 刘美瑶 ， 岳华刚 ， 等 ． 不同覆冰形式的导线脱冰动力响应研究 [J ] ． 振动与冲击 ， 2021 ， 40 ( 20 )： 193 - 199 ．
WANG Jinsuo , LIU Meiyao , YUE Huagang , et al . A study of dynamic response characteristic of ice-shedding on conductors for overhead lines under different ice-coating types [J ] . Journal of Vibration and Shock , 2021 , 40 ( 20 ): 193 - 199 .
郭裕钧 ， 闫向龙 ， 黄桂灶 ， 等 ． 非均匀覆冰下输电导线的脱冰跳跃动力特性 [J ] ． 高电压技术 ， 2023 ， 49 ( 10 )： 4411 - 4420 ．
GUO Yujun , YAN Xianglong , HUANG Guizao , et al . Dynamic characteristics of transmission line conductors with non-uniform accreted ice after ice-shedding [J ] . High Voltage Engineering , 2023 , 49 ( 10 ): 4411 - 4420 .
孟遂民 ， 孔伟 ， 唐波 ． 架空输电线路设计 [M ] ． 第二版 ． 北京 ： 中国电力出版社 ， 2015 ．
李黎 ， 杨斌 ， 赵鑫 ， 等 ． 输电线路脱冰参数化有限元法的实现及应用 [J ] ． 华中科技大学学报(自然科学版) ， 2016 ， 44 ( 4 )： 68 - 73 ．
LI Li , YANG Bin , ZHAO Xin , et al . Implementation and application of parametric finite element method of ice-shedding on transmission lines [J ] . Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition) , 2016 , 44 ( 4 ): 68 - 73 .
祝贺 ， 王玮琦 ， 邢宏超 ， 等 ． 四分裂导线-间隔棒体系直流融冰时子导线不同步脱冰动力响应分析 [J ] ． 振动与冲击 ， 2023 ， 42 ( 1 )： 282 - 291 ．
ZHU He , WANG Weiqi , XING Hongchao , et al . Dynamic response analysis of sub-conductor non-synchronous deicing during DC ice-melting of four-bundle conductor spacer system [J ] . Journal of Vibration and Shock , 2023 , 42 ( 1 ): 282 - 291 .
HUANG G Z , YAN B , WEN N , et al . Study on jump heigt of transmission lines after ice-shedding by reduced-scale modeling test [J ] . Cold Regions Science and Technology , 2019 , 165 : 102781 .
MIRSHAFIEI F , MCCLURE G , FARZANEH M . Modelling the dynamic response of iced transmission lines subjected to cable rupture and Ice shedding [J ] . IEEE Transactions on Power Delivery , 2013 , 28 ( 2 ): 948 - 954 .
张健 ， 张宇卓 ， 王金锁 ， 等 ． 750kV输电导线不均匀覆冰弧垂变化与脱冰跳跃研究 [J ] ． 应用力学学报 ， 2023 ， 40 ( 3 )： 558 - 570 ．
ZHANG Jian , ZHANG Yuzhuo , WANG Jinsuo , et al . Research on uneven iced transmission lines and the dynamic response after ice-shedding [J ] . Chinese Journal of Applied Mechanics , 2023 , 40 ( 3 ): 558 - 570 .
FEKR M R , MCCLURE G . Numerical modeling of the dynamic response of ice-shedding on electric transmission lines [J ] . Atmospheric Research , 1998 , 46 ( 1/2 ): 1 - 11 .
0
浏览量
0
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 陕ICP备05005324号-4
陕公网安备 61010402000197 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies