输电线路舞动试验及塔线体系舞动疲劳性能数值模拟

为揭示输电线路覆冰舞动机理,开展了覆冰导线舞动风洞试验,通过变化风速、风向、弧垂等参数研究了柔性覆冰导线舞动特性。研究表明：覆冰导线在风荷载作用下变形到平衡位置,并围绕平衡位置以多阶模态进行振动。覆冰导线顺风向平均变形和振幅最大,并随着风速的增大而增大。采用数值模拟方法建立了三塔四线耦合体系模型,给出了塔线体系舞动响应。计算结果显示：覆冰导线距离初始位置2 m处的平衡位置开始舞动,导线振幅不断增大,舞动轨迹呈椭圆形,导线竖直向振幅明显大于横向振幅。同时基于疲劳累积损伤准则进一步评估了输电杆塔关键节点的舞动疲劳损伤和疲劳寿命。研究发现酒杯塔线体系在舞动过程中上下曲臂交点位置是最易发生疲劳破坏的关键节点,在输电塔的设计过程中应充分考虑上下曲臂交点处的构件疲劳损伤,最后给出了输电塔主要关键节点的舞动疲劳使用寿命。     

输电导线风致舞动的数值模拟研究

风致舞动是一种大幅值驰振现象,在输电导线覆冰时经常发生,是输电导线最为严重的灾害之一。为了揭示输电导线风致舞动的致灾机理,本文采用基于双向耦合的CFD数值模拟方法对新月形覆冰导线舞动过程进行模拟分析,研究了不同风速下覆冰导线气动负阻尼的变化规律。研究结果发现,覆冰导线在横向不会产生气动负阻尼,而在竖向和扭转方向的部分风攻角下会产生气动负阻尼。当结构气动负阻尼大于结构固有阻尼时,覆冰导线形成发散的自激振动。进一步研究表明,当覆冰导线同时发生竖向和扭转方向气动发散时,扭转振动发散会改变覆冰导线的风攻角,从而改变竖向和扭转方向的气动阻尼。随着扭转方向的气动负阻尼和固有阻尼相抵消,覆冰导线的扭转振动渐渐趋于稳定。     

覆冰输电塔-线体系风致动力响应分析

依据流体诱发振动原理,结合已有覆冰计算模型,考虑降雨的分类,模拟了输电塔-线体系不同高度导线的覆冰和风荷载。以东北地区某输电塔为例,对覆冰输电塔-线体系在稳定风速激励下的动力响应进行分析,并与不考虑塔线耦联的导线舞动分析结果及覆冰塔线拟静力的分析结果进行对比,对塔位移、输电线位移、钢材应力进行了分析。研究结果表明:塔-线耦联体系对覆冰导线风振有很大影响,覆冰输电塔抗风设计安全度需要进一步提高。     

贵州地区导线覆冰的混合凇覆冰模型

针对贵州地区导线覆冰以混合凇为主的情况,根据覆冰物理框架模型以及对主要气象因子的分析,构建了以气温、水汽压、风速等常规气象要素为输入因子的雨凇、雾凇混合覆冰重量预测模型;利用贵州省威宁等8个气象站1951-2008年的导线覆冰和气象资料,分别拟合了模型中对应雾凇和雨凇的效率因子系数的经验函数。模型具有较好的可操作性,历史资料拟合效果比较理想。     

输电线压弯除冰机理研究

输电线路除冰应满足有效除冰且不损伤导线。结合覆冰脆性材料的特点,提出了一种压弯除冰的方法,即约束一段覆冰导线,在破冰轮的作用下使其压弯,使覆冰从导线上破碎脱落。通过推导覆冰导线弯曲应力方程,建立了覆冰导线实体模型,分析其在不同破冰轮半径、覆冰厚度和加载力下的覆冰和导线的应力变化。结果表明:覆冰挤压应力和弯曲应力随着加载力的增加而增大,在计算参数范围内,均超过导线覆冰的破碎强度,且导线应力未超过破坏强度,验证了压弯除冰方法的可行性。破冰轮半径和覆冰厚度增加,不利于压弯除冰。推导的覆冰导线弯曲应力公式可为设计压弯除冰机器人提供参考,为保证线路有效除冰,可适当增大加载力以达到理想的除冰效果。     

气象灾害模型在电网运检业务中的应用研究

为了探究气象灾害模型在电网运检业务中的应用,从覆冰、污闪两种由气象等因素造成线路故障方面入手,分别构建了覆冰预警模型和污闪预警模型。基于输电线路的覆冰预警模型和污闪预警模型对历史气象灾害数据进行了案例分析。结果表明,输电线路的覆冰和污闪预警模型与实际情况吻合,具有较高的预警准确性。     

导线覆冰大跨越输电塔-线体系动力特性分析

大跨越输电塔-线体系对导线覆冰等环境荷载反应敏感,容易发生动态倒塌破坏。目前对线路覆冰下输电塔的振动问题虽然取得了一定的研究成果,但是线路覆冰下输电塔的动力特性规律尚需进一步研究。本文以实际工程为例,建立了大跨越输电塔-线体系数值分析模型,分析了导线划分精度对输电塔-线体系动力特性的影响,并在此基础上分析了导线覆冰对输电塔-线体系动力特性的影响。研究结果表明:导线划分精度对输电塔振动影响较大;导线覆冰不仅影响输电塔振动频率,而且对输电塔振型也有较大影响,尤其是对输电塔横担的振动影响更大。     

陕西省城市雷电灾害分析

通过对2000-2007年的雷电灾害资料进行分析,给出我省雷电灾害的时空分布特征;分析了城市雷电灾害的成因;对典型城市雷灾个例进行了研究,提出一些防雷减灾措施.     

凝冻灾害特征及其天气成因分析

利用2008年1月10日至2月2日南方特大雨雪冰冻灾害期间主要受灾地区气象观测数据,对灾害期间各地出现的天气现象及其致灾机理差异进行了分析比较,并以贵州为代表对凝冻灾害特征及其天气成因进行了分析总结,主要得到以下结论:(1)2008年初南方受灾地区西段即贵州全省、湖南西部以及云南东北部、广西北部主要是由于冻雨、湿雪造成的凝冻灾害,东段的江西、安徽、浙江等长江中下游地区主要是以雪灾为代表的冰冻灾害,而整个南方受灾地区低温雨雪混合冻结的情况比较普遍;(2)凝冻灾害的特征是在物体表面形成覆冰层,其形成过程中一般有液态水向固态冰的转化;(3)凝冻灾害具有多种覆冰致灾机制,包括雨凇、雾凇、湿雪以及雨雾或雨雪混合冻结,其危害性比一般的冰冻灾害更为严重;(4)凝冻天气现象包括冻雨、冻毛雨、雨夹雪、过冷雾、湿雪等,持续的凝冻天气过程往往出现多种凝冻天气现象的交替,造成雨凇、雾凇、雨雾混合凇及雨雪混合冻结等多种类型的覆冰,从而导致严重的凝冻灾害。这也是2008年初贵州成为全国受灾最重地区的原因。     

湖北省山洪灾害暴雨的中尺度分析

湖北省西部是山洪灾害的多发地，暴雨是诱发山洪灾害的直接原因。根据该省气象部门收集的1954—2003年中的226例山洪资料，主要是1980—1987年5—9月该省西部31个气象台站和124个水文站的地面中尺度观测资料，分析了该省山洪灾害的时空分布特征，特别是分析了造成该省两部山洪灾害的中尺度雨团的特征，以及中小心度天气系统演变的规律。     

1995—2020年青海省雷电灾害时空分布及其灾害特征分析

利用1995—2020年青海省雷电灾害资料,研究该区域雷电灾害时空分布特征。结果表明：1995—2006年青海省雷电灾害呈增加趋势;2007—2015年青海省雷电灾害呈下降趋势;2016—2020年青海省雷电灾害呈平稳略有上升趋势。青海省雷电灾害空间分布呈,东多西少、南多北少分布特征,其中,雷灾密集区位于西宁市辖区、大通县、河南县、湟中县和互助县区域。1995—2020年,雷电灾害造成青海省人员伤亡282人,平均11人/a,同时对办公设备,广电、电力系统、通讯系统和住宅等方面也造成了损失,其经济损失达1 247.12万元,平均47.97万元/a。     

1991年我国气象灾害综述

本文以大量的资料,简要分析了我国1991年的洪涝、干旱、冰雹、冻害等主要气象灾害的时空分布特征;并阐述了这些灾害所造成的损失。     

我国旱涝灾害多发性和地域性的初步探讨

本文以全国432站1951—1980年降水量资料为基础,计算了年及春、夏、秋各季的降水量相对变率;并用全国160站1951—1985年的降水量资料,计算了年及各季的降水量百分位数指标,分析了我国自1951年以来旱涝地域分布特征和多发性的时空分布及变化规律,研究了旱涝分布的地域性及多发性和大气环流的关系。     

110kV瓦-隆线脱冰跳跃故障原因分析及治理

针对110 kV瓦-隆线脱冰跳跃故障进行原因和特性分析,分别计算了(45~46)号塔,(46~47)号塔2个档段脱冰跳跃引起的档中最大振幅,在此基础上,借鉴国网公司治理架空线舞动的经验,设计了相间间隔棒的布置位置,给出了采用相间间隔棒进行治理的措施。运行情况表明:该治理措施取得了预期的效果。     

冰冻灾害下电力系统故障监控研究

电力系统故障监测在遇到冰冻灾害时,不能准确的检测电力系统易出现故障的线路和线路荷载,故障监控性能差,所以该文提出一种冰冻灾害下电力系统故障监控方法。采用检索连锁故障路径的方法,查出线路中易产生故障的关键部位,针对该部位构建覆冰可靠性模型,得到线路冰力荷载;采用静态灵敏度模型获得输电断截面中全部节点对应的支路灵敏度;基于线路冰力荷载和节点支路灵敏度,获得所有电力系统节点的最佳控制量,完成冰冻灾害下电力系统故障监控。     

广西地质灾害特征及其形成机理——极端低温天气条件的影响

2008年初广西遭受了五十年一遇罕见的持续低温雨雪冰冻天气过程。在大量现场调查的基础上,对广西低温雨雪冰冻天气过程中以及冰雪融化期间发生的地质灾害类型、特征、灾害的时空分布以及形成机理进行研究。研究表明:(1)灾害类型以崩塌为主,其次为滑坡、地面塌陷和地裂缝;(2)地质灾害规模以小型为主,不同的灾害类型分布区域性强,持续低温雨雪冰冻天气过程不仅激活了一些已存在的灾害隐患点,而且产生了大量新的地质灾害点和隐患点;(3)低温雨雪冰冻天气过程与地质灾害的时空分布总体上是一致的;(4)广西脆弱的地质环境与数十年一遇的天气过程二者叠加作用,导致了各类地质灾害的频发,其中低温雨雪冰冻天气过程是诱发地质灾害的主要因素。     

2008年云南滇东北电线覆冰的气象条件

通过对2008年1-2月云南滇东北电线覆冰(雨凇)气象条件的分析,得到:①2008年云南滇东北雨凇持续时间是有气象记录以来最长是的一年,所造成的电线覆冰灾害非常严重的;②雨凇持续时间与ENSO有密切对应关系;③2008年滇东北电线覆冰期间昆明准静止锋异常活跃,是最重要的影响天气系统;④2008年滇东北的电线覆冰是在气温偏低、降水偏小、风速不大(或静风)及空气较为潮湿的气象条件下发生的.电线覆冰的厚度与气温成显著负相关,与风速成显著正相关.     

我国近35年来干旱灾害及其对国民经济部门的影响

本文从气候对社会——经济、环境冲击的角度出发,对我国近35年(1951—1985)来干旱灾害发生的时空分布特征,变化规律进行了分析,并且以大量事实为依据,阐述了干旱灾害对我国国民经济部门,如粮食产量、水资源和能源、林牧渔业等部门造成的影响。     

江南地区茶树高温热害时空分布特征及风险区划

为研究江南茶区茶树高温热害的时空演变特征及其风险区划。利用江南地区87个气象观测站1957-2007年逐日气象资料,结合前人研究成果,提出了茶树高温热害致灾的气象指标;利用Matlab,Arc GIS9.3及小波分析法统计并分析了51a高温热害的时空分布与多时间尺度变化规律;根据灾害等级发生的频次及强度,构建了高温热害风险指数,并利用该指数对江南地区茶树进行了风险区划。结果表明:(1)江南地区茶树轻度、中度、重度、总热害分布差异显著,基本上呈现南高北低的态势。(2)分析期内,各级灾害年际变化幅度大,呈现出先减小后增加的趋势。(3)各等级灾害存在明显的多尺度特征。(4)茶树高温热害发生的高值区主要分布在浙江金华—龙泉—衢州一带、江西景德镇—樟树—宜春以南大部分地区。该研究结果可为我国南方茶树种植布局和气象灾害防御提供参考。     

基于电力大数据的输电线路防灾减灾分析系统设计——以贵州电网为例

结合目前贵州电网输电线路防灾减灾工作的实际需求及电力企业海量大数据现状,提出了一种基于GIS的输电线路防灾减灾分析预警系统,以贵州电网常见的山火、覆冰和地质灾害为研究对象,以Arc GIS平台和Oracle 11g为载体,通过对气象数据、监测数据、运维数据等大数据集成分析,设计基于数据存储层、数据交换层、数据服务层、分析应用层和综合展示层的总体架构,形成具有山火、覆冰和地质灾害预警的灾害预防和提前防护功能的决策支持系统,通过实际运行可知,系统为贵州电网线路防灾减灾工作提供了有力的支撑。