国内外高压输电线路抗风设计规范对比研究

摘要

架空高压输电线路是国家级生命线工程设施，它的破坏不旦会给国民经济的建设和人民生活的安定造成巨大损失，还会对关系国家命运的国防工业造成巨大影响。近年来，由于极端天气的影响，我国高压输电线路风致倒塔事故频发，从已有的研究结果来看，高压输电线路抗风设计规范制定中存在的问题也是其原因之一。
　　现有的高压输电塔抗风设计对于输电线路风荷载的计算方法在各个国家的规范中存在一定的差别。本文试图通过对多个国家的输电线路抗风设计规范的阅读分析，对比规范条文的主要差别、找出各个规范制定的依据和考虑的因素，并通过同一个算例采用不同规范得到的不同结果进行具体对比。
　　本文通过查阅文献、搜集资料，对所选课题的研究现状进行评述，对各国输电线路抗风设计规范的基本风速、杆塔风荷载、导、地线风荷载进行较为详尽细致的对比，在此基础上，结合工程实际，通过算例比较各国规范风荷载计算公式计算结果的大小，最后为我国高压输电线路抗风设计规范的修订提出合理的参考建议。论文主要研究以下内容:1）各国规范对基本风速规定的比较;2)各国规范关于杆塔风荷载计算方法的比较;3）各国规范关于导、地线风荷载计算方法的比较;4）同一算例采用不同规范计算结果的比较。
　　本文研究表明:我国输电线路抗风规范尚存在一定的问题，需要改进。1）我国规范对风速重现期的规定较低，需要增大;2）需要增加对空气密度的调整系数;3）杆塔风荷载体型系数μs不应该对杆塔全高取同一数值，而应该像其他规范一样分段取值;4）目前我国规范只对500kV输电线路的导、地线运用了风荷载调整系数βc，建议对其它级别的输电线路制定出合理的风荷载调整系数。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 高压输电线路发展背景及主要问题

1．2 高压输电技术发展过程及现状

1．3 中外规范关于输电线路风荷载的比较研究现状

1．4 本文的主要工作

2 基本风速的比较

2．1 风速统计高度的规定

2．2 地面粗糙度的规定

2．3 平均风速时距的规定

2．4 最大风速样本的规定

2．5 最大风速重现期

2．5．1 最大风速重现期

2．5．2 不同重现期最大设计风速之间的换算关系

2．5．3 《线路规范》关于风荷载重现期的规定

2．5．4 IEC60826-2003关于风荷载重现期的规定

2．5．5 ASCE No．74-2009关于风荷载重现期的规定

2．5．6 JEC-127-1979风荷载重现期的规定

2．5．7 风荷载重现期的比较

3 杆塔风荷载计算方法的比较

3．1 各国规范杆塔风荷载计算公式

3．1．1 《线路规范》杆塔风荷载标准值计算公式

3．1．2 IEC60826-2003杆塔风荷载计算公式

3．1．3 ASCE No．74-2009杆塔风荷载计算公式

3．1．4 JEC-127-1979杆塔风荷载计算公式

3．2 基本风压的比较

3．2．1 《线路规范》

3．2．2 IEC60826-2003

3．2．3 ASCE No．74-2009

3．2．4 JEC-127-1979

3．2．5 对比分析

3．3 考虑斜向风作用的比较

3．3．1 《线路规范》

3．3．2 IEC60826-2003

3．3．3 ASCE No．74-2009

3．3．4 JEC-127-1979

3．3．5 对比分析

3．4 风荷载体型系数的比较

3．4．1 《线路规范》

3．4．2 IEC60826-2003

3．4．3 ASCE No．74-2009

3．4．4 JEC-127-1979

3．4．5 对比分析

3．5 风压高度变化系数的比较

3．5．1 《线路规范》

3．5．2 IEC60826-2003

3．5．3 ASCE No．74-2009

3．5．4 JEC-127-1979

3．5．5 对比分析

3．6 考虑阵风作用下杆塔动力响应的比较

3．6．1 《线路规范》

3．6．2 IEC60826-2003

3．6．3 ASCE No．74-2009

3．6．4 JEC-127-1979

3．6．5 对比分析

4 导、地线风荷载计算方法的比较

4．1 各国规范导、地线风荷载计算公式

4．1．1 《线路规范》导、地线风荷载标准值计算公式

4．1．2 IEC60826-2003导、地线风荷载计算公式

4．1．3 ASCE No．74-2009导、地线风荷载计算公式

4．1．4 JEC-127-1979杆塔风荷载计算公式

4．2 考虑斜向风作用的比较

4．2．1 《线路规范》

4．2．2 IEC60826-2003

4．2．3 ASCE No．74-2009

4．2．4 JEC-127-1979

4．2．5 对比分析

4．3 风荷载体型系数的比较

4．3．1 《线路规范》

4．3．2 IEC60826-2003

4．3．3 ASCE No．74-2009

4．3．4 JEC-127-1979

4．3．5 对比分析

4．4 风压高度变化系数的比较

4．5 考虑阵风作用下导、地线动力响应的比较

4．5．1 《线路规范》

4．5．2 IEC60826-2003

4．5．3 ASCE No．74-2009

4．5．4 JEC-127-1979

4．5．6 对比分析

4．6 档距折减系数的比较

4．6．1 《线路规范》

4．6．2 IEC60826-2003

4．6．3 ASCE No．74-2009

4．6．4 JEC-127-1979

4．6．5 对比分析

5 输电塔风荷载设计算例比较

5．1 按《线路规范》计算

5．1．1 风向角为0°时的风荷载计算

5．1．2 风向角为90°时的风荷载计算

5，1．3 风向角为45°时的风荷载计算

5．1．4 风向角为60°时的风荷载计算

5．1．5 输电塔风荷载计算简图

5．2 按IEC60826-2003计算

5．2．1 风向角为0°时的风荷载计算(相当于我国规范风向角为90°时)

5．2．2 风向角为90°时的风荷载计算(相当于我国规范风向角为0°时)

5．2．3 风向角为45°时的风荷载计算

5．2．4 风向角为30°时的风荷载计算(相当于我国规范风向角为60°时)

5．2．5 输电塔风荷载计算简图

5．3 按ASCENo．74-2009计算

5．3．1 风向角为0°时的风荷载计算(相当于我国规范风向角为90°时)

5．3．2 风向角为90°时的风荷载计算(相当于我国规范风向角为0°时)

5．3．3 风向角为45°时的风荷载计算

5．3．4 风向角为30°时的风荷载计算(相当于我国规范风向角为60°时)

5．3．5 输电塔风荷载计算简图

5．4 按JEC-127-1979计算

5．4．1 风向角为0°时的风荷载计算

5．4．2 风向角为90°时的风荷载计算

5．4．3 风向角为45°时的风荷载计算

5．4．4 风向角为60°时的风荷载计算

5．4．5 输电塔风荷载计算简图

5．5 计算结果对比

5．5．1 风向角为0度(IEC60826-2003．ASCE No．74-2009为90度)时各个规范风荷载设计值对比

5．5．2 风向角为90度(IEC60826-2003．ASCE No．74-2009为0度)时各个规范风荷载设计值对比

5．5．3 风向角为45度时各个规范风荷载设计值对比如下表

5．5．4 风向角为60度(IEC60826-2003．ASCE No．74-2009为30度)时各个规范风荷载设计值对比

5．6 ANSYS有限元分析

5．6．1 我国规范在0度时

5．6．2 加载后位移计算分析

5．6．3 加载后输电塔应力相应结果

5．6．4 JEC-127-1979规范在60度时的计算

5．6．5 加载后位移计算分析

5．6．6 加载后输电塔应力相应结果

5．7 本章小结

6 结论与建议

参考文献

个人简历

致谢