摘要
高压输电塔线体系作为国家经济建设的生命线工程，它的正常运行保证了国家经济发展、人民的生命财产安全。大跨度高柔的输电线在振动过程中呈现出明显的非线性振动特性，在覆冰脱冰过程中该特性尤为复杂。由于脱冰动力作用，甚至会发生输电线断线，输电塔倒塌等事故，在经济方面上造成严重的损失。因此，本文针对架空输电线路的耦合振动特性和覆冰脱落引起的动力响应特性进行较深入的研究，具体完成了如下工作 （1）考虑几何非线性的影响，推导了具有倾斜角度的两档输电导线与悬垂绝缘子串耦合振动的非线性动力学方程，并运用数值软件对不同工况下的振动响应进行了求解，基于位移时程曲线，得到了两档输电导线的非线性耦合振动特性和内共振特性。 （2）以湖南省某220kv输电线路为工程背景，建立了三塔两跨塔线体系有限元分析模型，考虑几何非线性的影响，以导线放线张力为找形目标，通过牛顿拉夫逊迭代计算，确定了输电导线的初始构形，且初始构型的跨中弧垂与理论值精确吻合。采用单元生死技术模拟脱冰冲击荷载，对输电线路整档脱冰、拉链式脱冰等各种脱冰工况下的动力响应进行瞬态时程分析，获得了最大跳跃高度、最大振幅、新平衡位置等重要特征参数值。 （3）根据动力相似理论，设计了三塔两跨塔线体系试验模型。采用有限单元法对各种脱冰试验工况下的动力响应进行了数值仿真研究，与原型计算结果比较，最大跳跃高度、最大振幅、新平衡位置等特征参数均满足动力相似的要求。这表明，试验模型的动力相似设计是准确的，两者之间的试验结果具有良好的互推关系。同时，本文计算结果可为下一步的试验模型制作、测试系统设计以及脱冰跳跃模型试验提供理论指导。
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