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覆冰导线风动脱冰机理的半椭圆模型研究

随着温度和自然风速的增加，或空气含湿量降低，导致高速融化冰、机械破裂和升华脱冰的现象。在自然力的作用下，不均匀脱冰或不均匀脱冰不仅会影响导线后的再冰过程，还会由于短暂张力的变化而影响塔杆的逆线。另一个例子是，当导线脱冰时，由于张力差和无法平衡时，塔杆将像往常一样倒在地上。另一个例子是，当导线脱冰时，由于导线的弹性势能，导线的动能和位能发生变化，导线将上升，导致导线和地线之间的闪烧或短路，并烧毁导线。1984年2月，四川省西昌永乐山市220kv南9000穿过陡峭的辽滨地区。根据实际观测，它受到了许多因素的脱冰和线路跳的影响。然而,对导线在自然力作用下的脱冰问题的研究远比对导线覆冰问题的研究为少本文旨在对这一问题的脱冰机理进行初步探讨.1风动脉内阵风系数为简化分析,选用如图1所示的半椭圆形导线图,椭圆的长轴风作用在图1所示的偏心覆冰面上时会产生一个力矩=式中是覆冰形状的函数,即随纵横比最大风力矩=2式中最大风力矩扭转角用=2式中在破冰时,风的紊动是一个很重要的参数,因为,风速的增加会导致应力变化.阵风会使导线产生振动,导致覆冰破裂,有时甚至产生大量脱冰.为了表达阵风的紊动度,引入阵风系数=当阵风持续时间为10～30min时,阵风系数显然阵风的出现除产生交变应力外,还会增加导线的扭转角,从而增加扭力矩.2偏心覆冰的力学性质因为雨凇覆冰时,表面总有一层液膜存在,故导线覆冰截面以圆形为主,只有在雾凇情况下,才可能产生偏心覆冰,所以选用典型的硬雾凇来计算冰的机械性质.对于典型的硬雾凇,当抗拉强度:杨氏模量:抗剪弹性模量:抗剪强度:单位长导线的覆冰质量为=覆冰质心到导线中心的距离=4(当导线因偏心覆冰发生扭转时,则单位长导线扭矩为=式中=偏心覆冰重力产生的扭转角=式中=[π3最大切削应力对于图1所示的半椭圆形覆冰,最大剪切应力出现在与导线相连的覆冰两侧,可按下式计算=2式中当4风动脱冰典型风动脱冰根据以上公式计算出的最大剪切应力为1)在风动力及覆冰自重力的作用下,导线上的覆冰会产生剪切破坏,剪切力大小与风速、攻角及覆冰形状等有关.2)最大切应力出现在导线的端部(杆塔处),而最大扭转角出现在导线中部.覆冰破裂脱离应从端部开始,脱冰处产生应力集中,使得导线表面上剩余冰的粘附力变得越来越弱,越来越易受风所产生的应力破坏.因此,风动脱冰是一个逐步进行的过程,先从导线支撑点的两端开始,然后逐步向档中发展.3)风动脱冰时因不同期或不均匀脱冰会引起相邻档导线的振动,产生交变应力,加速冰的破坏脱落.扭振对脱冰的贡献应专题研究.4)尽管风动脱冰时风速很重要,但它并不是影响脱冰的唯一因素,

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