一种输电导线用风雨致振模拟实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种输电导线用风雨致振模拟实验装置，用于研究输电导线在风雨耦合作用下可能诱发的风雨致振现象。包括：试验台主体结构、模拟降雨装置、模拟风速系统、导线架结构和导线位置调整及测试装置。模拟降雨装置的喷头可随管道支架水平移动以与调节出风口的距离，所述设备水源来自水槽并由其侧边水泵供给。喷头模拟的降雨经过导流槽后回收到水槽，实现水循环使用。导线架设置在中间实验区域两侧，设有两级高度调节，包括支架与底座连接处的粗条螺钉和支架顶部的微调螺钉，输电导线经弹簧悬挂于导线架的矩形框中。另外，压力、位移，速度和加速度传感器分别置于输电导线的两端，用以测量气动力系数、振动位移，位移速度和加速度。

【技术实现步骤摘要】
一种输电导线用风雨致振模拟实验装置
本专利技术提供一种致振模拟实验装置，特别涉及一种输电导线用风雨致振模拟实验装置。
技术介绍
随着电力工业的发展，高压、特高压输电网络逐渐规模化、智能化，这使得输电塔-线体系发生巨大变化，主要呈现塔杆高耸、导线截面粗大等问题。这使得塔线体系柔性特征愈发凸显，易受到外部载荷影响。特高压输电导线在风雨耦合的环境中，多次呈现大幅的振动现象。国内外少数学者进行了针对性的研究，发现其诱发机理可能为风雨致输电导线气动力失稳。该大幅振动现象严重威胁输电线路的安全稳定运行，为即将开建的特高压输电线路工程的一大隐患。而国内尚无针对一种输电导线的风雨致振实验的相关实验设备。因此，为揭示其诱发机理，有必要搭建输电导线用风雨致振模拟实验装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种模拟输电导线风雨致振实验装置。其可以模拟强风、降雨，微风有雨，中风有雨及强风有雨等多种工况。在多种工况下，通过位移传感器、压力传感器及加速度传感器等测量输电导线的面内气动力系数、振动幅值、速度及加速度，并可根据需要测量输电导线的面外振动气动力系数、振动幅值、速度及加速度。为实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种输电导线用风雨致振模拟实验装置，包括：试验台主体结构，包括导流槽、刻度板，所述导流槽设置在试验台主体结构下端，包括边缘导流部分；所述刻度板设置在侧主板边中间部位，中部设有竖直的长条状通孔，可随导线水平旋转而在侧主板上滑动，滑动距离可由侧主板滑动副附近的刻度值读出，用以计算风偏角；循环降雨装置，包括水泵、水槽、喷头、水管管道、降雨调节箱，所述水泵安装在试验台主体结构后方的水槽边，与水管管道以软管连接；模拟风速系统，包括风筒、风机、风速调节变频箱和风机工作台，风机固定在风机工作台上，风机工作台台面设有凹槽，用于放置风速调节变频箱和降雨调节箱；风筒与风机相连，风筒保证风的均匀性和稳定性；实验时风通过风筒吹入试验台主体结构，通过风速调节变频箱调节风速；导线架结构，包括底座、支架、粗调螺钉，底座与支架相连，由粗调螺钉夹紧，调整支架高度时可松开粗调螺钉，调节到位后拧紧；输电导线振动测试装置，设置在导线架上，与导线连接。进一步，导线架设有两级高度调节，包括支架与底座连接处的粗调螺钉和支架顶部的微调螺钉；输电导线经弹簧悬挂于导线架的矩形框中。进一步，压力、位移，速度和加速度传感器分别置于输电导线的两端，用以测量气动力系数、振动位移，位移速度和加速度。循环降雨装置实现循环利用雨水，节约水资源，且可远离水源进行实验；模拟风速系统提供稳定的定向风；试验台主体结构可显示输电导线的横向偏角，同时保证雨水飞溅不出实验区；导线架结构为输电导线和输电导线振动测试装置提供支撑，其高度可调，可完成导线的纵向倾斜。本专利技术由于采取上述技术方案，具有以下优点：1.实验装置整体结构紧凑，占地面积仅7m2左右；2.有独立的循环降雨系统，可远离水源进行实验，半封闭结构使水循环流失大大减少；3.流场尾部开放，防止干扰尾流影响气动力参数；4.导线位置和走向在一定范围内可调整，满足不同攻角和风偏角要求；5.导线架设有横向振动扩展孔，可扩展同时测量横向振动。附图说明图1是输电导线用风雨致振模拟实验装置示意图；图2是导线极限风偏角β位置示意图；图3是导线极限倾角α位置示意图；图4是模拟风速系统的主视图；图5是模拟风速系统的俯视图。其中，1为风筒，2为风机，3为风速调节变频箱，4为降雨调节箱，5为风机工作台，6为导线架支架，7为弹簧，8为导线架粗调螺钉，9为导线架底座，10为降雨架，11为引水槽工作台，12为出风口板，13为进水管，14为水槽，15为入风口板，16为导线，17为GB_M5-S螺钉，18为拐角锁紧销，19侧副板，20为刻度板，21为GB_M6-S螺钉，22为侧主板，23为引水槽，24为水泵。具体实施方式结合附图对本专利技术各结构进行详细说明。1.导线架结构：由导线架支架[6]、弹簧[7]、导线架粗调螺钉[8]、导线架底座[9]、微调节螺钉(M6-S)[21]及导线构成。导线架底座与导线架支架相连，由导线架粗调螺钉夹紧，粗调高度时可松开，调节后拧紧。导线由其上下两根弹簧拉扯至导线架矩形支架的中部，可做自由振动。高位弹簧上方通过微调节螺钉与导线架支架相连，通过旋转微调节螺钉来调整高位弹簧拉力，从而微调导线高度。2.试验台主体结构，包括导流槽、刻度板，所述导流槽设置在试验台主体结构下端，包括边缘导流部分。刻度板中部打细长通孔，以备导线穿过，孔边有刻度，调整导线倾角时可参照读数；刻度板可随导线水平旋转而在侧主板上滑动，滑动距离可由侧主板滑动副附近的刻度值读出，用以计算风偏角。3.模拟风速系统：由风筒[1]、风机[2]、风速调节变频箱[3]和风机工作台[5]组成。风机固定在风机工作台上，工作台台面靠柜门处预留两个调速箱的凹槽，用来放置风速调节变频箱和降雨调节箱。风筒与风机相连，风筒保证风的均匀性和稳定性。实验时风通过风筒吹入实验区，风速通过调节箱调节。4.循环降雨系统：由降雨架[10]、引水槽工作台[11]、进水管[13]、水槽[14]、引水槽[23]和水泵[24]构成。降雨架上部安装有降雨所需喷头，架体中空，可直接做导管使用；其可通过软管与水泵出口相连。引水槽安装在引水槽工作台上，中部微凸出，保证降雨可顺势滑入边槽内，并从引水槽尾部的出口流出。水槽位于引水槽的尾部下方，用于承接流出引水槽的降雨并储存之，以备循环再利用。下面结合附图和对本专利技术实验流程进行详细说明：1.固定导线：根据附图1，导线[16]穿过两侧刻度板[20]，且两端被4根弹簧[7]固定在导线架支架[6]中部；2.调整导线位置：a)水平调整：移动导线架底座[9]可调整如图2所示的风偏角β，同时刻度板[20]随导线平移至合适位置固定，可在刻度板滑动副位置读出两边偏移量，从而确定β角；b)高度调整：按先后次序分别调整粗调螺钉[8]和微调螺钉(M6-S)[21]调节如附图3所示导线的倾角α，其读数可根据刻度板长条状通孔的刻度读出；3.调节风速：风机[2]通电后开始送风，可通过调节风机工作台[5]上的变频箱[3]改变风机[2]转速，从而改变风量及风速；4.调节降雨：通电后，水泵[24]开始从水槽[14]中抽水并送入降雨架[10]。调节风机工作台[5]上的降雨调节箱[4]，可改变水泵[24]的转速，从而调节降雨量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电导线用风雨致振模拟实验装置，包括试验台主体结构、模拟降雨系统，模拟风速系统，导线架结构以及采集系统，其特征在于：完整的循环降雨装置，包括水泵、水槽、喷头、水管管道，所述水泵安置试验区后方水槽边，与水管管道以软管连接；导线架结构，包括粗、细调节螺钉、底座和支架；试验台主体，包括导流槽、可活动挡雨板，所述导流槽设置在试验区域下端，包括边缘导流部分，所述挡雨板设置在试验区域两边中间部位，与外围围墙连接，可做水平位移；输电导线振动测试装置，所述装置设置在导线架上，与导线连接。

【技术特征摘要】
1.一种输电导线用风雨致振模拟实验装置，其特征在于，包括：试验台主体结构，包括导流槽、刻度板，所述导流槽设置在试验台主体结构下端，包括边缘导流部分；所述刻度板设置在侧主板边中间部位，中部设有竖直的长条状通孔，可随导线水平旋转而在侧主板上滑动，滑动距离可由侧主板滑动副附近的刻度值读出，用以计算风偏角；循环降雨装置，包括水泵、水槽、喷头、水管管道、降雨调节箱，所述水泵安装在试验台主体结构后方的水槽边，与水管管道以软管连接；模拟风速系统，包括风筒、风机、风速调节变频箱和风机工作台，风机固定在风机工作台上，风机工作台台面设有凹槽，用于放置风速调节变频箱和降雨调节箱；风筒与风机相连，风筒保证风的均...

【专利技术属性】
技术研发人员：周超，孟超，刘衍平，李力，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11