[發明專利]一種用于模擬輸電線路連續性倒塌的風洞試驗系統及方法

有效

• 申請號: 202110918882.X
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113686535B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 朱陽;范敏;楊洋;劉放;申信;李凱;秦鑫波;何耀銘;張維佳;蘆海;吳青帥;徐可凡;段云龍;李悅;謝強
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司廣州局
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/08
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧丹

本發明公開了一種用于模擬輸電線路連續性倒塌的風洞試驗系統及方法，涉及輸電線路抗風技術領域，其包括：四基輸電塔和三跨導線地線，四基輸電塔包括兩基邊界塔與兩基中間塔，其中，一基中間塔為完全氣動彈性模型，以作為試驗的目標塔；另一基中間塔為等效支架塔，以作為試驗中會發生倒塌的薄弱塔；兩兩相鄰的所述輸電塔之間通過所述導線地線連接；其中，試驗測點布置在所述目標塔上以及所述導線地線的關鍵節點上。本發明可以提高現有輸電線路輸電穩定性，減少由繼發性倒塔引起的經濟損失。

技術領域

本發明涉及輸電線路抗風技術領域，尤其涉及一種用于模擬輸電線路連續性倒塌的風洞試驗系統及方法。

背景技術

電網作為重要的生命線工程，其安全運行是各個行業與機構正常運轉的基礎。若發生輸電塔倒塌事故，由于恢復重建工作耗時長，往往造成局部地區長時間斷電，嚴重影響正常的生活和生產，因此輸電線路風致倒塔事故通常導致巨大的經濟損失。

在輸電線路中，一基輸電塔的倒塌會增加整體輸電線路的不穩定性，增加多基輸電塔連續性倒塌的概率。薄弱塔倒塌后的輸電線路塔-線體系振動特性分析及繼發性多基輸電塔連續性倒塌的主要觸發因素和影響范圍判別仍是亟待解決難題。

在展開和推進輸電塔-線體系風振研究過程中，風洞試驗起到了極大的幫助作用，國內外研究人員均開展了大量的輸電塔-線體系氣彈模型風洞試驗去分析不同工況下的輸電線路風致響應特征。此方法雖然經濟成本高、技術難點多，但是仍有不可替代的重要性。目前的輸電線路抗風研究往往針對初始破壞的輸電塔，而實際破壞事故中多基輸電塔串倒常發生在兩端為耐張塔中間為直線塔的某個耐張段區域內，因此有必要在現有的塔-線耦聯研究基礎上進行補充，針對一個耐張段中薄弱塔倒塌后的相鄰跨塔-線響應及極限承載力進行研究。

因此，探究薄弱塔倒塌后的鄰塔極限承載能力，對不同倒塔位置導致的極限承載力差異進行量化分析評估，根據不同線路中不同塔型的特點進行分析，得到相應的受力特征與破壞特征，找出發生繼發性串倒的觸發因素，對于提高現有輸電線路輸電穩定性，減少由繼發性倒塔引起的經濟損失有著顯著的作用與價值。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提供一種用于模擬輸電線路連續性倒塌的風洞試驗系統及方法，提高現有輸電線路輸電穩定性，減少由繼發性倒塔引起的經濟損失。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種用于模擬輸電線路連續性倒塌的風洞試驗系統，其包括：

四基輸電塔，其包括兩基邊界塔與兩基中間塔，其中，一基中間塔為完全氣動彈性模型，以作為試驗的目標塔；另一基中間塔為等效支架塔，以作為試驗中會發生倒塌的薄弱塔；

三跨導線地線，兩兩相鄰的所述輸電塔之間通過所述導線地線連接；其中，試驗測點布置在所述目標塔上以及所述導線地線的關鍵節點上。

如上所述的用于模擬輸電線路連續性倒塌的風洞試驗系統，進一步地，所述目標塔的完全氣動彈性模型是指，滿足幾何相似、Strouhal數相似、弗勞德數相似、彈性參數和慣性參數相似，同時，所述目標塔的桿件滿足剛度相似、氣動外形相似，并通過內置鉛絲滿足質量相似。

如上所述的用于模擬輸電線路連續性倒塌的風洞試驗系統，進一步地，所述導線地線采用修正系數對跨度進行縮減，使其能夠適用于現有的風洞試驗室尺寸；所述導線地線的等代縮尺模型采用外包ABS塑料管并用不銹鋼絲配重的方式以模擬導線地線的迎風面積和質量；導線地線等代縮尺模型上的軸力、風力、重力之比與原輸電導線地線相等。

如上所述的用于模擬輸電線路連續性倒塌的風洞試驗系統，進一步地，所述試驗測點的測量裝置包括激光位移計、加速度傳感器和可測量動應變的光纖布拉格光柵。

如上所述的用于模擬輸電線路連續性倒塌的風洞試驗系統，進一步地，所述薄弱塔包括：

支架塔裝置，其作為實際工程中輸電塔的等效縮尺支架模型；