山火条件下架空输电线路导线弧垂动态计算模型OA

山火穿越输电线路通道时,导线受火焰辐射、日照辐射、对流散热及自身辐射散热的共同作用,沿档距形成显著不均匀温升,传统等温弧垂计算方法难以描述火源移动过程中的导线动态响应特性。针对这一问题,建立山火条件下导线温度-应力-弧垂耦合计算模型。模型在力学层面考虑塑性形变、钢芯与铝绞线分层受力及拐点温度效应,在热学层面综合考虑火焰辐射、烟气换热、空气对流散热、导线辐射散热及日照辐射等因素,并采用分段离散与隐式梯形法求解导线温度的时序变化,进而迭代更新导线空间位置、应力和弧垂。以LGJ-300/40导线为例,在档距100m、悬挂高度15m、火线从距线路100m处向线路蔓延的典型工况下开展仿真计算。案例结果表明:导线平均温度最高可达384.2℃,弧垂由1.30m增至3.73m;弧垂最低点与悬挂点最大温差达152.2℃,不均匀温升特征明显;导线拐点温度约为102.4℃,拐点后弧垂-温度曲线斜率下降23.35%;全过程火焰与导线的最小间隙为7.28m。所建模型可为山火条件下线路动态净空估算和间隙击穿风险评估提供参考。