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配变台区作为配电网的重要节点,其安装质量与效率直接关系到供电可靠性.然而传统工法普遍存在工序繁琐、效率低、安全风险高等问题,亟需进行改进.为此,本文提出一种基于物联网技术的配变台区模块化预制安装系统设计方法,通过在工厂内完成横担与配变模块的标准化预制,并借助物联网传感器和监测平台实现安装过程的实时状态感知、动态资源调度与质量控制.最后通过某配变台区进行试点测试,结果表明本文方法能够有效缩短平均安装时长,吊装次数与人员投入显著降低,电气连接稳定性与一次交检通过率得到提升.
物联网配变台区模块化预制快速安装系统设计
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随着中国电网建设规模扩大,跨越复杂地形和气候给电网安全运行带来严峻挑战,微地形风场影响下输电塔-线体系损伤累积和倒塌风险显著增大.为了揭示微地形微气象环境下输电线路动力响应规律,该文基于流体动力学分析方法,建立了实际输电线路工程所在地区真实地形数值模型,分析了山区微地形条件下局地风场特征,明确了风速地形参数分布规律;随后建立了输电塔-线体系有限元模型,结合风速地形系数和风速脉动效应,开展了微地形局地风场条件下输电塔-线体系动力响应分析.结果表明:垭口-分水岭复合地形在主导风向下通过狭管效应与分水岭效应产生显著风速加速,而山谷内侧因地势抬升导致风速衰减,所有地形呈现"迎风加速-背风衰减"的共性特征.此外,输电塔塔腿连接处与横担-塔身交界区域为应力集中区域,风速地形参数较大区域导致输电线路的塔顶位移、主材应力及节间位移角显著增加,强调了输电线路抗风设计中考虑山区微地形环境的必要性.
输电塔-线体系微地形局地风场特性风振响应风速地形系数
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对于输电线路杆塔而言,复合横担作为关键部件,既要实现电气绝缘,又要满足多变工况下的不同荷载需求.在断线或不均匀覆冰等工况下,线路上存在较大的纵向不平衡张力,在很大程度上是横担和塔身规格的控制因素.减小纵向不平衡张力对新型塔/横担的设计具有重要意义.本文结合实际工程项目,基于不平衡张力值与偏移量之间的关系,设计出可释放纵向张力的转动型双C型板端节点金具并基于有限元仿真进行优化设计,进而进行了试验验证.数值分析及试验证实了优化设计的合理性,这一优化设计可实现复合横担塔不平衡张力的释放,更好地保护输电线路和杆塔,为后续工程项目提供了典型设计成功案例.
复合横担节点优化设计数值仿真过载试验
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下击暴流风速高、历时短、空间局地性强,现行输电线路抗风设计对其风荷载特征及塔-线耦合效应考虑仍不充分.为揭示下击暴流作用下输电塔-线体系的动力响应与易损性特征,采用计算流体力学模拟、有限元动力分析和蒙特卡洛方法,建立三维下击暴流风场和220 kV输电塔-线体系模型,对比雷诺应力模型(Reynolds stress model,RSM)与剪切应力传递(shear stress transport,SST)k-ω湍流模型的风速剖面模拟效果,分析不同风向下等效塔线模型与三塔四线耦合模型的响应差异,并以构件初始屈服和整体屈服为损伤状态建立易损性曲线.结果表明:RSM湍流模型能够较好再现近地面水平风速的竖向分布规律;当风向垂直于导线时,导线和绝缘子串通过横担向塔体传递附加水平力和扭转效应,使三塔四线耦合模型塔顶位移较等效塔线模型增大约27%;下击暴流虽具有较大局部风速,但其作用范围有限,非核心区塔架所受风致风险相对较低.研究结果可为强对流风区输电塔-线体系抗风校核和易损性评估提供参考.
下击暴流输电塔线动力响应失效模式易损性
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针对架空输电线路跨越施工中传统跨越架技术存在的占地广、成本高、工期长等问题,提出了一种无跨越架不停电封网跨越架线施工技术,并详细阐述了施工技术原理、施工工艺、关键设备、操作要点及工程应用效果.该技术通过无人机展放引绳、设置临时横担与封网装置,结合集控可视化张力放线系统,实现了复杂地形下的不停电跨越施工,可为类似工程提供可借鉴的技术方案.
输电线路不停电跨越封网技术无人机展放集控可视化
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5月15日,黔东南州榕江县遭遇强降雨.山洪裹着泥沙冲下来,道路40多处塌方.10千伏榕永线高台支线26号至28号杆被倒下的大树死死压住,30号杆横担变了形,598户村民家里断了电.
贵州电网有限责任公司凯里榕江供电局迅速响应,统筹调配精干力量,组织了9台应急车辆进驻、集结了42名抢修人员进山,以机巡排查+片区攻坚模式开展同步抢修.3组无人机先飞上去,把高台支线、高荫支线从头到尾巡检一遍,拆导线、清树障、修复低压受损线路.
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1 设计背景
因配电线路双横担杆2根横担间距离较近,树枝、铁丝等鸟类筑巢材料容易搁置在横担之间形成鸟巢基础,极易因鸟类筑巢导致线路相间短路或单相接地.传统防鸟筑巢措施主要是安装防鸟刺、驱鸟器或定期清除鸟巢等,但均存在一定局限性.
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跨越施工在输电线路工程中较为常见,为避免施工期间因中断输电线路而产生经济损失,需要采用不停电跨越施工技术取代传统的跨越施工方法.为了确保不停电跨越施工科学开展,以某输电线路跨越工程实例,对不停电跨越施工技术的具体应用方法展开研究.结合工程概况,提出了不停电跨越施工方案,介绍了前期准备工作,并依次阐述了横担安装、绳索展放、封网安装等各个要点环节的做法,旨在为同类输电线路工程实现不停电跨越施工提供参照.
电力工程输电线路不停电跨越施工技术
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针对385 m长江大跨越塔下横担-主材连接节点处空间交汇杆件多、杆件规格差异大和受力复杂等特点,提出采用低合金铸钢节点,并开展节点选型设计,确定铸钢材质、节点型式、节点尺寸和管口连接方式.为验证节点设计的安全性和合理性,设计了1∶2节点缩比模型并进行承载力试验及有限元分析.研究结果表明:不同工况下,节点应变随荷载基本呈线性变化,节点整体处于弹性状态;有限元分析结果与试验结果吻合较好,有限元分析得到的节点应力均小于折算应力,节点设计安全合理.
输电线路大跨越钢管塔铸钢节点缩比模型试验有限元分析
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地震及其诱发滑坡是威胁山区特高压输电线路安全运行的一种主要灾害.目前针对特高压输电线路在地震及诱发滑坡作用下的动力响应和损伤机制尚不明确,尤其缺乏相关试验研究.通过自主设计的塔腿变形装置模拟了地震诱发滑坡,开展了考虑地震和诱发滑坡耦合作用的特高压输电塔线地震模拟振动台试验,系统研究了单一地震、单一滑坡及地震-同震滑坡耦合(后面均简称为震-滑耦合)情形下的坡地输电塔线响应与损伤特征.试验结果表明:单一灾害作用下结构基本处于弹性阶段,震-滑耦合作用导致结构频率显著下降,引发严重非线性损伤;铁塔第一、二横隔面及塔脚区域为结构薄弱环节,震-滑耦合作用同时加剧整体损伤与下横担局部杆件变形;震-滑耦合工况下结构应变响应显著增强,主材与斜材应变受地震主导,塔腿及横隔面应变受滑坡控制,且存在局部应力重分布现象.
特高压(UHV)输电塔线同震滑坡振动台试验动力响应耦合作用
