淮上线1000kV特高压跨越段架线施工设计及动态仿真

摘要

张力放线施工是架空输电线路施工技术中颇为重要的一道工序，从人力展放导引绳逐步发展为采用动力伞、无人机等方式展放导引绳。架设施工现场复杂多变，施工涉及面积大从而没有办法进行完整架线过程的试验。人为计算施工参数可能会造成资源浪费或忽视潜在的危险。现有的线路架设仿真系统，是将传统理论公式计算的结果呈现于图纸之上，而针对导线、滑轮动态特性的研究较为少见。本文以淮南-南京-上海1000kV特高压跨越段输电线路工程为研究背景，针对该线路进行架线施工方案的编制，并利用动力学软件对架线段施工进行动态仿真，分析导线过滑轮的动态特性，为实际施工提供参考性建议。
　　本文根据1000kV多分裂导线施工的特点，基于施工现场的具体情况编制特高压架线施工方案，主要包括施工的场地布置、主要施工工艺与工序的介绍以及对施工所用的机械和设备进行相关的计算。利用ADAMS虚拟样机技术，对张力架线系统进行仿真模拟。大变形柔性体导线和牵引绳的建模采用的是轴套力方法，编写命令流语言可以实现快速建模。通过适当的精简模型和减少接触力的数目来实现仿真速度的优化。
　　通过对跨越段进行牵引系统的动力学仿真，提取导线及牵引绳的轴向张力，放线滑车的竖向、横向荷载以及与牵引板的碰撞力，研究系统的动态特性便于确定导线、牵引绳最大张力出现的时间和位置。仿真提取结果与理论公式计算结果相比较，误差在5％左右。牵引绳、导线的轴向速度均维持在1m/s，当牵引板通过滑轮时轴向张力和碰撞力均会骤增。本文最后还对架线过程中导线在扭转载荷下的应力进行了有限元模拟，分析导线在架线过程中应力的变化。
　　本文较为全面地总结了1000kV特高压张力展放多分裂、大截面导线的流程和作业方法，可以为施工人员在今后的特高压多分裂导线张力放线的架线方案制定中提供参考。仿真起始时，导线、牵引绳瞬时张力变大，高出导线正常张力2倍左右，整体稳定性较差，会对整个架线系统产生较大冲击。牵引板与滑车碰撞力也达到23kN，会对杆塔造成一定的冲击，在牵引板接近滑车时应减速缓慢通过。通过本文的模拟仿真，便于发现施工中潜在的危险，以便在实际施工操作中调整张牵设备的牵引力，更好地实现机械化作业，可以较为科学地指导实际施工操作。

目录

第1章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 工程概况

1.3 研究现状

1.4 论文的主要研究内容

第2章 架线施工工艺概述与作业流程设计

2.1 张力架线施工工艺

2.2 施工流程

2.3 本章小结

第3章 张力架线施工准备与参数计算

3.1 张力架线施工准备阶段

3.2 张力架线相关参数计算

3.3 主要施工机械、工器具的选择验算

3.4 本章小结

第4章 张力架线系统动态仿真

4.1 张力架线系统仿真模型构建

4.2 张力架线系统仿真模型动态分析

4.3 本章小结

第5章 导线在扭转载荷下的受力分析

5.1 导线有限元建模

5.2 模型结果分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

声明

致谢