雷暴天气中,输电线路风偏闪络事故发生的频度较高,须建立此类风场下合理的风偏计算方法。基于修正后的雷暴冲击风经验模型,考虑了风场的空间相关性和非稳态特性,采用矢量合成法生成了冲击风运动过程中整个输电线路的三维瞬态风场,构建了线路的冲击风风载作用模式。结合非线性有限元分析法,发展了一种运动雷暴冲击风作用下输电线路风偏动态分析的数值模拟方法。针对某500 k V实际输电线路中由8档组成的耐张段,建立了精细有限元模型并对线路的风偏响应进行了非线性瞬态动力求解。计算结果表明:当雷暴冲击风垂直于输电线路移动时,绝缘子串风偏角在几分钟内发生大幅变化,从正向最大值56°左右变为反向最大值20°左右;雷暴冲击风射流直径范围内的多个绝缘子串风偏角峰值均远大于边界层风场中10 m高度同等3s阵风风速下的静力模型计算结果。
针对连续多跨输电线路在瞬态风场作用下的风偏问题,提出考虑气动阻尼效应的输电线路风偏动态分析方法。以500 k V三跨线路为对象建立精细化非线性动力学计算模型,用谐波叠加法构建整档线路各点脉动风速场并结合准定常假设模拟作用于输电线路的时变风荷载。考察由输电线路自身运动引起的气动阻尼对动态风偏响应影响,讨论其对绝缘子串风偏角频谱影响。采用美国输电线路设计规范ASCE No.74的气动阻尼进行导线风偏计算,并与所提方法比较。结果表明,输电线路气动阻尼对风偏动态响应影响显著,两种考虑气动阻尼方法计算结果较接近。
