强风荷载下单线输电塔系统的概率容量评估

强风荷载下单线输电塔系统的概率容量评估(中文7400字,英文PDF)
摘要：电力系统的物理基础设施，包括高压输电的输电塔和输电线路，以及低电压配电的电线杆和电线，其安全性和恢复能力至关重要，可以避免从与极端天气相关的负荷(如飓风、龙卷风、倾盆大雨或孤立雷暴带来的强风)中断电或尽快从极端天气中恢复。在目前的工程实践中，输电线路连接的单回路格构式钢塔广泛应用于输电系统中。结构构件的失效(局部失效，如局部构件的屈曲或单线断裂)或整个结构的失效(全局失效，如整个塔的失稳)都可能传递到相邻的结构构件或系统(如相邻的塔或线路)。因此，亟待需要找出输电塔架系统故障的根本原因，找出其在各种极端天气情况下的最薄弱环节。本文研究的是在大气风(大气边界层风)作用下，建立一种典型的输电塔式输电线路系统在强风荷载作用下的概率评估方法。针对输电塔结构细节复杂、风-结构相互作用复杂的特点，进行了风洞试验，得到了输电塔不同面板和输电线路的静风荷载系数。采用增量动态分析(IDA)方法，得到了输电塔线系统的概率容量曲线。本文同时还考虑了气象参数的不确定性。在考虑气象参数的不确定性的情况下，得到了两个极限状态函数的概率。同时，给出了沿海地区输电塔架系统在大风作用下不同阶段的故障概率。最后，讨论了风力阻尼对传输线路动力响应的影响以及输电对塔式系统动力响应的影响。
关键字：输电塔系统；结构有限元分析；风洞试验；承载力分析；强风；概率评估；增量动态分析