新型FRP绝缘电杆结构优化设计

摘要

为适应输电线路的发展,利用电绝缘复合材料对110kV电杆进行结构设计并作优化.针对材料本身的刚性不足变形较大的特点,提出了不同截面类型并作对比分析,选取了性能较好的适合FRP电杆的新型三角肋圆形截面.利用有限元Ansys软件对电杆进行三维实体建模,借鉴输电线路典型设计原则和钢管类设计条件,采用同结构、变尺寸的方法对模型施加荷载.参考输电设计规范,归纳分析出最优的结构形式及尺寸,电杆高为17m,直径为350mm,壁厚为10mm.为确保电杆运行可靠性,数值模拟了电杆在不同荷载工况下最大强度及变形,验证最大运行应力为109MPa,杆顶位移8.06cm.研究结果表明,这种分析方法设计出的电杆安全可靠,为复合材料电力应用提供理论支持.