多维多点地震下特高压直流塔线体系的响应分析

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地震灾害严重影响到输电线路的安全稳定运行,对于特高压直流输电线路,因其线路总里程长,途经区域地形复杂,跨越地震带多,且特高压直流输电塔的柔度更大,因此受地震灾害的威胁更加严重。已有研究多集中于交流输电线路的地震响应分析,且地形条件对输电线路地震响应的影响研究较少。针对上述问题,本文先讨论了目前输电线路抗震分析的前沿动态;然后以滇西北特高压直流输电线路工程为研究对象,选取位于地震高发区的一段线路,建立“三塔四线”塔线体系有限元分析模型,并通过改变各基输电塔之间的高差,引入地形条件的影响;选择二类场地土条件下的地震波作为载荷模型,分别对塔线体系进行多维激励和多点激励,考虑了地震的多维特性和行波效应;采用时程反应分析方法计算塔线体系的地震响应,探究地震激励维度对塔线体系计算响应的影响,塔线体系高差变化对地震响应的影响,以及地震行波效应对塔线体系计算响应的影响。研究结果表明,三向地震激励下的构件单元轴力大于水平双向和单向激励下的轴力,变高差塔线体系的构件单元轴力大于无高差塔线体系的轴力,地震行波效应影响下的构件单元轴力大于不考虑地震行波效应影响下的轴力。可见忽略地震多维特性和行波效应,以及输电线路沿线区域的地形变化,会减小塔线体系的地震响应,因此在实际输电线路工程的抗震设计中应考虑多维特性、行波效应和地形变化的影响。
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