悬垂绝缘子串动态风偏响应的数值模拟

针对传统计算方法的不足,采用有限单元法计算分析动态风作用下悬垂绝缘子串的风偏．利用ABAQUS有限元软件计算模拟了500kV高压输电线路中悬垂绝缘子串在2个典型阵风和脉动风作用下的风偏．计算结果表明,该2种动态风作用下悬垂绝缘子的风偏大于由现有高压输电线路设计规程方法确定的风偏,这可能是近年风偏闪络事故频发的原因之一．     

基于BP神经网络的悬垂绝缘子串风偏角预测模型

利用有限元方法模拟不同导线型号、导线初始应力、档距、高差等结构参数的输电线路在随机风作用下的动力响应,得到悬垂绝缘子串的风偏角.进而基于有限元模拟结果和BP神经网络构建风偏角的预测模型,将导线型号、档距、高差、导线初始应力、基本风速、保证系数作为模型的输入,悬垂绝缘子串的风偏角作为输出,通过机器学习,并采用评价指标评估其准确性,对模型进行优化.该模型可以方便快捷地预测悬垂绝缘子串的风偏角,为线路塔头绝缘设计提供依据.     

特高压V形复合绝缘子串风偏受力特性研究

从有限元仿真和试验两个方面研究特高压V形复合绝缘子串在风偏时的受力和变形特性,在Abaqus中考虑绝缘子串材料正交各向异性以及几何非线性的影响,利用Python语言建立了V形复合绝缘子串有限元模型.设计实施了V串风偏模拟试验,给出了位移测量中的坐标转化公式,通过试验验证了有限元分析的正确性.结果表明:迎风肢并非均匀受拉,其上部拉应力要大于下部;当背风肢屈曲时,可认为V形串退化为I形串,迎风肢单独承受导线自重和水平风荷载,提出的公式可以估算迎风肢最大拉应力;风力放大系数达到1.4时结构仍然安全,建议可取至1.3.     

架空输电线路风偏计算浅析

架空输电线路基本上都在露天场所架设和运行,所以经常受到自然界气候条件变化的影响,大风天气经常引起导线对地或者杆塔替身放电,从而发生风偏闪络。架空输电线路风偏闲络是输电绒路运行维护中经常遇到的问题,所以风偏角的计算在输电线路设计与运行维护中起到很重要的作用,本文详细介绍了悬垂绝缘子串风偏摇摆角的计算和风速反算过程,分析了风偏角与挡距变化,绝缘子串长度之间的关系,并探讨了影响导线风偏的相关因素。     

基于红外图像的绝缘子串自动提取和状态识别

为解决目前绝缘子低零值检测方法漏判率高、操作繁琐的问题,提出了一种新的绝缘子串红外图像中绝缘子盘面和铁帽区域自动提取方法和状态识别模型.首先将现场拍摄的绝缘子红外图像进行灰度化处理、去噪、二值化;然后从二值图像中提取反映绝缘子的特征点集合;通过特征点对二值图进行角度校正;最后通过区域提取中的特定算法提取出绝缘子的盘面和铁帽区域.通过提取该区域内的绝对温度、纹理和相对温差率作为绝缘子状态识别的特征集.将用电压分布法测得的绝缘子状态信息作为输出向量,通过训练得到优化的识别模型,用于绝缘子状态识别.该方法经过了220kV试验验证,证实了模型的有效性和实用性.     

考虑风偏角影响的大跨径拱桥横向风荷载试验

依据某大跨径拱桥全桥气弹模型风洞试验,研究了不同风偏角下结构的横向风荷载响应。试验对模型的动力特性和静力刚度进行了测定,并采用紊流场模拟桥址处的风环境,进行了0°～90°风偏角下不同风速的试验。试验验证了该拱桥的气动安全性。数据分析结果表明:当风向为正横桥向时,桥梁结构的风作用处于最不利状态,结构关键位置随风偏角的增大而增大;斜风向下桥梁实际风荷载效应比采用三角函数分解方法叠加得到结构风荷载效应更为不利。     

斜风下板桁结合加劲梁静气动力系数试验研究

以岳阳洞庭湖二桥为工程依托,采用风洞试验方法分别对板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态横桥向三分力系数及顺桥向阻力系数随风攻角、风偏角的变化进行了试验研究,比较了不同长度补偿段模型对试验结果的影响,基于试验结果拟合了板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态顺桥向阻力系数随风偏角变化表达式.结果表明:进行斜风作用下板桁结合加劲梁顺桥向气动力测试时,当补偿段模型长度约为测力模型长度的30%左右时基本可以满足精度要求;板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态顺桥向阻力系数均随风偏角的增加而先增大后减小,当风偏角约为50°～55°时达到最大;板桁结合加劲梁横桥向阻力系数随风偏角的增大而先增大后减小,当风偏角为5°～10°时达到最大,约为风偏角为0°时阻力系数的1.05倍.     

输电塔-线体系动力响应影响参数分析

对两相邻直线输电塔进行了非线性动力时程分析,分别分析了绝缘子长度、导地线初始应力和输电塔档距三方面对输电塔-线体系风振响应的变化规律.结果表明:绝缘子长度在6～7m范围内,导地线的初始应力为最大应力的55%左右时,两相邻输电塔的最大位移同时达到最小值,但塔架的最大速度、最大加速度在此过程中的改变量较小,变化趋势不明显;当输电塔的档距为400m时塔顶位移最大.     

导线脱冰与风偏相互影响研究

采用有限元数值模拟方法研究导线脱冰与风偏问题.首先介绍了计算模型和荷载的取值;然后研究了脱冰荷载与风荷载共同作用下输电线脱冰跳跃规律与风偏规律,得出脱冰档导线跨中点最大竖向位移在导线风偏脱冰同时作用达到最大,风荷载对导线脱冰跳跃高度影响较小,而脱冰档最大横向摆幅发生在导线先风偏再脱冰情况下,且脱冰时刻应为导线横向位移达最大时刻,此外脉动风作用下导线横向摆幅较静风荷载作用下明显增大;最后研究脉动风荷载作用下不同参数条件的导线脱冰横摆规律,提出的导线脱冰横向摆幅简化计算公式可作为线路和杆塔设计的参考依据.     

燃煤锅炉偏转二次风炉内亚微米颗粒生成特性

为了研究炉内偏转二次风对燃煤过程中颗粒物生成的影响,通过建立与炉内三维气相流动控制方程一致的亚微米颗粒数量和质量控制方程,运用CFD软件模拟了NaOH颗粒在100 MW锅炉内的生成特性.结果显示:二次风偏转实现了炉内空气水平分级,降低了炉内峰值温度、缩小了高温区域,减少了矿物质气化量,进而在一定程度上抑制亚微米颗粒的生成.中间两层二次风偏转10°后,峰值温度比正常运行工况下的峰值温度约低30 K,NaOH颗粒质量浓度有一定下降.     

斜风下典型桥塔抖振性能的比较

为了研究斜风中自立状态下桥塔的抖振性能,进行了倒Y型和钻石型桥塔的气弹模型试验,并对比分析了几种典型桥塔的抖振性能.试验结果表明:当桥塔横桥向结构为H柱时,抖振响应-风偏角曲线出现一个较明显波峰,且响应最大值出现在峰值处;当桥塔横桥向结构为独柱时,抖振响应-风偏角曲线变化较为平缓,没有明显波峰出现;当桥塔横桥向结构介于上述两者之间时,抖振响应-风偏角曲线出现一个波峰,但峰值较小.在不同紊流度和风速的流场下,桥塔抖振响应-风偏角曲线均具存在上述规律.同一风偏角下,桥塔抖振响应为风速二次曲线,但受涡振或驰振现象的影响.总之,斜风下典型桥塔抖振响应曲线与其横桥向结构形式、风偏角和来流风速有关,与紊流度无关.     

新疆油气管道主要风沙灾害及其风险管理

针对新疆沙漠地区天然气管道风沙灾害现状,分析了管道沙害的基本形式和致灾机理,并根据风沙流运动的基本特点,经回归推导了新疆沙漠地区不同风速、不同沙丘位置的油气管道覆土风蚀速度与气流流速的相关方程,为油气管道风沙灾害风险评估和安全管理提供了可借鉴的科学依据.     

车顶绝缘子绝缘薄弱域的形成及影响因素研究

随着空气湿度及固体污秽等因素的影响,动车组车顶绝缘子表面存在的局部沿面放电会给列车运行安全造成严重威胁.依据有限元分析法,建立了25kV动车组车顶绝缘子流场及电场的三维模型,研究了高速气流、水珠及固体污秽对车顶绝缘子绝缘薄弱域形成的影响规律.结果表明:绝缘子表面气流速度较高、气压较低的侧风面及背风面区域容易发生局部沿面放电.当绝缘子表面附着雨滴和固体污秽后,表面电场发生了畸变,水珠周围局部电场强度增大;当水珠局部电场强度较大区域附着固体污秽时,水珠-污秽-空气-硅橡胶结合处形成新的绝缘薄弱域.     

鸡染色质绝缘子HS4的不同区域对杆状病毒表达egfp基因的影响

染色质绝缘子是一种具有保护目的基因免受周围基因调控影响,保证基因稳定表达的DNA元件.前期的研究表明,当鸡染色质绝缘子HS4被置于目的基因表达框下游时,可以显著提高杆状病毒介导的基因的表达水平.为了进一步认识HS4作用的机制,构建了携带HS4绝缘子不同区域的6种重组病毒,比较了它们对报告基因egfp表达的影响.结果发现,相比对照病毒,插入HS4全长片段的重组病毒vBG-HS4-1200,以及同时插入250bp核心区域和400bp连接片段的重组病毒vBG-HS4-650在感染Sf9细胞后报告基因egfp的表达水平明显提高.这个结果与前人在哺乳细胞表达系统中所得出的结果基本相符,从而进一步证实HS4在裂解型病毒中同样可以通过表观遗传学修饰调控基因的表达.     

不同运动水平的中长跑运动员5000m跑加400m跑后血乳酸变化研究

选取较高水平、中级水平以及初级水平中长跑运动员,研究他们5 000 m跑加400 m跑后血乳酸值变化情况.结果表明,较高水平运动员运动后即刻、运动后1 min、5 min、7 min各时刻的血乳酸值与中等水平、初级水平运动员的相比均存在显著性(P<0.05)或极显著性(P<0.01)差异.提示较高水平运动员长跑后再加400 m跑成绩更好一些,且之后的血乳酸值升得更高一些,恢复期血乳酸的消除速率也比别的运动员快.     

风荷载下输电塔绝缘子断裂对塔体性能的影响

选用Davenport风速谱,利用谐波叠加法,模拟动风荷载.以常见500kV酒杯型直线塔为分析对象,应用有限元软件Ansys,建立3塔4跨模型.考虑几何非线性,分析10级风下悬垂型绝缘子断裂后对塔体结构性能产生的影响.分析表明,绝缘子断裂使断后仍与导线相连的塔体的塔柱等主要受力构件应力增大10%～32%,支座反力增大6%～21%.因此,风荷载与绝缘子断裂的组合作用在输电塔的设计中不容忽视.     

风沙物理学进展及其在沙漠化防治中的应用

 沙漠化因严重阻碍和威胁人类生存与社会可持续发展而受到世界各国高度重视。沙尘颗粒物受气流作用在地表和空中的运动是沙漠化过程发生、发展的主要表现形式,也是沙漠科学和治沙工程的核心研究内容之一,只有掌握了风、地表及沙尘颗粒物之间的互馈机制,才能科学分析土地沙漠化过程并建立有效的风沙灾害防治工程。本文回顾了风沙物理学研究的发展历程,综述了近30年以来风沙环境力学在风场结构、沙尘颗粒的起动机制、沙尘颗粒的碰撞机制、近地表风沙流的理论模型与实验观测、风成沙波纹与沙丘地貌研究以及风沙环境力学研究在沙漠化防治中的应用等方面取得的进展,并对未来研究方向提出了展望。     

直流电压下绝缘子附近球形导电微粒运动起始电压研究

为了研究绝缘子对自由导电微粒运动规律的影响，实验观测了直流电压下不均匀电场中的聚四氟乙烯（PTFE）绝缘子附近球形导电微粒运动特性．结果表明，PTFE绝缘子的存在降低了微粒运动起始电压，而且绝缘子的形状也会影响绝缘子附近微粒运动的起始电压．当绝缘子表面与接地电极夹角为锐角时，绝缘子对微粒运动起始电压的影响最显著，并且其影响范围也相对较大．对于相同绝缘子，微粒较大时易发生水平运动而附着于绝缘子表面，微粒较小时则容易离开接地电极而浮起．采用Maxwell应力张量对微粒受到的静电力进行了计算和分析，其结果从力学角度解释了实验观察得到的结果．     

毛乌素沙地北缘5.8～4.5 cal kaBP的沉积旋回

通过毛乌素沙地现代风成砂与泊江海子剖面沉积物粒度特征对比分析,确定剖面中4个层位(290～210 cm,190～160 cm,153.5～123.5 cm,50～40 cm)基本属于风成砂沉积,这些风成砂中间夹杂着3次湖相沉积,结合年代序列认为此区域在5.8～4.5 cal kaBP存在以下沉积旋回:～5749 cal aBP沉积风成砂,反映该时期风砂活动强烈,气候干燥,冬季风强盛;5 749 cal aBP前后沉积物为灰绿色湖相层,表明这一时期存在短暂的湖面扩展,沙漠退缩;5749～5 370 cal aBP沉积风成砂,反映了湖泊的退缩和沙漠的扩展;5370～4895 cal aBP湖相沉积物,反映了流域降水量的增多;4895～4580 cal aBP沉积风成砂后,4580 cal aBP前后又出现了短暂的湖相沉积,之后又是风砂沉积.     

利用重锤抑制悬垂绝缘子串风偏的方法及应用

高压送电线路直线杆塔安装重锤是抑制悬垂绝缘子串风偏的简便方法,本文从设计角度介绍悬垂绝缘子串摇摆角的计算方法、安装重锤的方式并通过工程实例介绍在线路改造工程中安装重锤的设计应用。