覆冰导线舞动数值仿真分析.pdf

第33卷第3期重庆大学学报Vol.33No.3
2010年3月JournalofChongqingUniversityMar.2010

文章编号:10002582X(2010)032076206

覆冰导线舞动数值仿真分析

胡景1,严波1,张宏雁2,周松3
(1.重庆大学资源及环境科学学院工程力学系,重庆400044;2.四川电力试验研究院,四川成都610071;
3.四川省电力工业调整试验所,四川成都610016)

摘要:利用ABAQUS有限元分析软件,通过欧拉梁单元的自由度释放和设置材料为不可压
缩,模拟得到具有扭转自由度的覆冰导线的索单元,进一步利用用户自定义单元模拟覆冰导线所受
的阻力、升力和扭矩空气动力载荷,分析了覆冰导线的舞动现象,并通过覆冰单导线与覆冰双分裂
导线舞动模拟算例验证了方法的正确性。模拟研究了覆冰初始攻角、线路档距和导线初始张力等
因素对覆冰导线舞动的影响规律。所得结果对覆冰导线舞动和防舞技术的研究具有一定的参考
价值。
关键词:覆冰导线;舞动;ABAQUS;索单元
中图分类号:TM753;TM039文献标志码:A

Numericalsimulationongallopingoficeddonductors

HUJing1,YANBo1,ZHANGHong2yan2,ZHOUSong3
(1.DepartmentofEngineeringMechanics,CollegeofResourceandEnvironmentalScience,
ChongqingUniversity,Chongqing400044,P.R.China;
2.SichuanElectricPowerTest&ResearchInstitute,Chengdu610071,Sichuan,P.R.China;
3.SichuanElectricPowerIndustryCommission&TestInstitute,Chengdu610016,Sichuan,P.R.China)

Abstract:Toinvestigategallopingoficedconductors,withthereleaseofthebendingdegree2of2freedomof
Eulerbeamelementandsettingthematerialtobe‘NoCompression’inABAQUSsoftware,acable
elementwithtorsiondegree2of2freedomisobtained.Andthentheaerodynamicloadsincludingdrag,lift
andtorqueontheicedconductoraresimulatedbymeansoftheuser2definedelement.Thegallopingoficed
singleconductorandicedtwinbundleconductorarenumericallyanalyzedtodemonstratetheefficiencyof
theproposedmethod.Theeffectsofinitialattackangle,spanlengthandinitialtensioninconductoronthe
behaviorofgallopingareinvestigatedbynumericalsimulation.
Keywords:icedconductor;galloping;ABAQUS;cableelement

输电导线覆冰以后在一定条件下会引发舞威胁架空输电的安全运行。自20世纪30年代发现
动[1]。舞动可能对高压输电线路造成极大的破坏,架空输电线舞动现象以来,人们便开始对输电线舞
造成导线及金具的疲劳破坏、磨损和导线断股,有时动进行研究。目前国际上普遍接受的有Den
甚至造成跳闸及杆塔倾斜或倒塌等恶性事故,严重Hartog垂直舞动理论和ONigol扭转舞动理论[1],

收稿日期:2009210215
基金项目:国家电网公司科技项目(200721277);重庆市自然科学基金项目(CSTC2006BB6149)
作者简介:胡景(19832),男,博士研究生,主要从事工程力学的研究。
严波(联系人),重庆大学教授,博士生导师,(Tel)023265102561;(E2mail)[e-mail]。
第3期胡景,等:覆冰导线舞动数值仿真分析77

[2][3]
此外还有惯性耦合机理和稳定性机理等。据统圆截面形状的覆冰导线会受到升力FL、阻力FD和

[4]
计,覆冰分裂导线比单导线更易发生舞动,但这方扭矩MO的作用,如图1所示。导线为索结构,具有
面