一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法技术

本发明专利技术公开了一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法，通过设计诱发脱冰振动模拟实验平台分析覆冰输电线路的脱冰振动，建立塔线平台；设计覆冰脱冰模拟控制系统和信息采集方案，完成诱发脱冰振动模拟实验平台的构建；利用建立的诱发脱冰振动模拟实验平台研究孤立档单导线的诱发脱冰响应；分析输电线路脱冰动态过程的跳跃高度、脱冰率的变化规律。本发明专利技术根据不同的覆冰厚度和临界加速度值设置了实验工况，对单档导线的诱发脱冰响应进行模拟实验，通过实验结果进一步分析输电线路脱冰的动态过程。

A simulation test method for ice induced vibration induced by transmission lines

The invention discloses a simulation experiment method for induced de-icing vibration of transmission lines. The de-icing vibration simulation experiment platform is designed to analyze the de-icing vibration of ice-covered transmission lines, and a tower-line platform is established. The simulation control system and information acquisition scheme for ice-covered de-icing are designed to complete the construction of the simulation experiment platform for induced de-icing vibration. The induced de-icing response of isolated single conductor is studied by using the established induced de-icing vibration simulation experimental platform, and the variation of jump height and de-icing rate in the dynamic process of transmission line de-icing is analyzed. According to different icing thickness and critical acceleration value, the experimental conditions are set up to simulate the induced deicing response of single conductor, and the dynamic process of transmission line deicing is further analyzed through the experimental results.

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法
本专利技术属于电网
，特别涉及一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法。
技术介绍
架空线路、绝缘子串、铁杆出现不同程度的覆冰后，在白天气温升高情况下或采用人为除冰方法，将会发生不同程度的脱冰现象，包括整档脱冰、部分脱冰、不均匀脱冰等。覆冰脱落时架空导线承受瞬时冲击力，将覆冰时储存的势能转化为动能，从而发生上下振荡，若遭遇横风，导线还会左右摇摆。大幅度长时间的导线振荡会引发电气事故和机械事故，导线振荡时导线之间的安全距离减小，可能引发电气事故，比如闪络、烧伤、烧断。同时导线振荡过程中动态张力的不断变化也可能引发机械事故，比如拉力过大引起的绝缘子串断裂、金具的损坏和不平衡力过大引起的铁杆倒塔、输电线路断股或断线等。架空导线脱冰引起的振荡不容忽视，有必要对输电线路脱冰引发的安全性影响进行分析。但目前并未出现相应的模拟系统或方法方便对此进行研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验的方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法，其特征在于，设计诱发脱冰振动模拟实验平台分析覆冰输电线路的脱冰振动，具体步骤为：步骤1、建立塔线平台；步骤2、设计覆冰脱冰模拟控制系统和信息采集方案，完成诱发脱冰振动模拟实验平台的构建；步骤3、利用建立的诱发脱冰振动模拟实验平台研究孤立档单导线的诱发脱冰响应；步骤4、分析输电线路脱冰动态过程的跳跃高度、脱冰率的变化规律。优选地，步骤1建立塔线平台的具体步骤为：步骤1-1、选取导线等高悬挂于两侧铁杆；步骤1-2、输电线路悬挂集中荷载模拟覆冰；步骤1-3、铁杆一端固定住，末端与紧线器连接，紧线器固定在铁杆上，通过调节紧线器实现对钢铝绞线弧垂的调节，并根据不同的覆冰厚度等效重量悬挂相应的重物模拟。优选地，步骤1-3中覆冰质量计算公式为：G＝π/4*ρ(D2-d2)*10-6式中，ρ为覆冰密度；D为覆冰后输电线路直径；D为覆冰前输电线路直径；G为单位长度覆冰质量。优选地，步骤2中所述的设计覆冰脱冰模拟控制系统和信息采集方案的具体步骤为：步骤2-1、采用电磁铁控制的方式控制集中荷载的脱落；电磁铁选用吸盘式电磁铁，在通电状态下产生较强劲的吸附力，通过控制导线上通电的电磁铁断电来控制重物的释放，模拟覆冰的脱落。步骤2-2、输电线路振动的实时变化过程中，采用拉力传感器进行导线张力变化的测量，拉力传感器一端与线路铰接，另一端与吊环螺栓连接，并固定在一侧铁杆上；悬挂重物处布置高灵敏度竖向加速度传感器，初始时刻释放最左端悬挂重物，线路开始振动，各悬挂点处的加速度传感器检测其竖向加速度大小，中间悬挂点处布置位移传感器，检测中间点的跳跃高度；所有传感器将信号输入数据采集系统进行分析，其中，拉力传感器经张力放大器再接入数据采集系统。优选地，步骤3中所述的研究孤立档单导线的诱发脱冰响应的步骤为：步骤3-1、按照步骤2设计好的信息采集方案安装各个传感器，连接电路；步骤3-2、开启数据采集系统、数显仪表，设置参数；步骤3-3、根据水平仪和紧线器调节弧垂，由拉力传感器采集的信号获得导线张力，通过两者关系验证试验模型线形的准确性；步骤3-4、根据实验工况将对应重量的重物与不通电的电磁铁连接，吸合在输电导线上通电的电磁铁上，模拟覆冰情况；步骤3-5、根据实验工况设置各个电磁铁的断电对应的加速度值，模拟覆冰脱落；步骤3-6、先剪断最左侧悬挂荷载的连接线，制造融冰后的初始冰脱落，开始实验，采集信号并控制电磁铁，记录荷载释放情况，分析采集的数据。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：本专利技术设计了诱发脱冰振动模拟实验平台，能够通过现场试验的方法研究分析输电线路诱发脱冰振动的动态响应，为实际工程中输电线路动态响应过程分析及抑制提供参考。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术的控制系统连接示意图图2为本专利技术的数据采集方案示意图。图3为本专利技术的覆冰输电线路实验模型示意图。图4为本专利技术的电磁铁控制释放系统图。图5为本专利技术的信息采集装置布置示意图。图6为本专利技术的实验、仿真找形结果对比图。图7为本专利技术的实验、仿真中间点竖向加速度结果对比图。图8为本专利技术的场景A-1实验和仿真结果对比图。图9为本专利技术的场景B-3实验和仿真结果对比图。具体实施方式如图1、图2所示，本专利技术的一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验的方法，包括如下步骤：步骤1、建立塔线平台；步骤2、设计覆冰脱冰模拟控制系统和信息采集方案，完成诱发脱冰振动模拟实验平台的构建；步骤3、利用建立的诱发脱冰振动模拟实验平台研究孤立档单导线的诱发脱冰响应；步骤4、分析输电线路脱冰动态过程的跳跃高度、脱冰率的变化规律。进一步的实施例中，步骤1建立塔线平台的具体步骤为：步骤1-1、选取导线等高悬挂于两侧铁杆；步骤1-2、输电线路悬挂集中荷载模拟覆冰；步骤1-3、铁杆一端固定住，末端与紧线器连接，紧线器固定在铁杆上，通过调节紧线器实现对钢铝绞线弧垂的调节，并根据不同的覆冰厚度等效重量悬挂相应的重物模拟。进一步的实施例中，步骤1-3中覆冰质量计算公式为：G＝π/4*ρ(D2-d2)*10-6式中，ρ为覆冰密度；D为覆冰后输电线路直径；D为覆冰前输电线路直径；G为单位长度覆冰质量。进一步的实施例中，步骤2中所述的设计覆冰脱冰模拟控制系统和信息采集方案的具体步骤为：步骤2-1、采用电磁铁控制的方式控制集中荷载的脱落；电磁铁选用吸盘式电磁铁，在通电状态下产生较强劲的吸附力，通过控制导线上通电的电磁铁断电来控制重物的释放，模拟覆冰的脱落。步骤2-2、输电线路振动的实时变化过程中，采用拉力传感器进行导线张力变化的测量，拉力传感器一端与线路铰接，另一端与吊环螺栓连接，并固定在一侧铁杆上；悬挂重物处布置高灵敏度竖向加速度传感器，初始时刻释放最左端悬挂重物，线路开始振动，各悬挂点处的加速度传感器检测其竖向加速度大小，中间悬挂点处布置位移传感器，检测中间点的跳跃高度；所有传感器将信号输入数据采集系统进行分析，其中，拉力传感器经张力放大器再接入数据采集系统。进一步的实施例中，步骤3中所述的研究孤立档单导线的诱发脱冰响应的步骤为：步骤3-1、按照步骤2设计好的信息采集方案安装各个传感器，连接电路；步骤3-2、开启数据采集系统、数显仪表，设置参数；步骤3-3、根据水平仪和紧线器调节弧垂，由拉力传感器采集的信号获得导线张力，通过两者关系验证试验模型线形的准确性；步骤3-4、根据实验工况将对应重量的重物与不通电的电磁铁连接，吸合在输电导线上通电的电磁铁上，模拟覆冰情况；步骤3-5、根据实验工况设置各个电磁铁的断电对应的加速度值，模拟覆冰脱落；步骤3-6、先剪断最左侧悬挂荷载的连接线，制造融冰后的初始冰脱落，开始实验，采集信号并控制电磁铁，记录荷载释放情况，分析采集的数据。下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验的方法，包括如下步骤：步骤1、建立塔线平台以模拟覆冰输电线路的脱冰动态响应。步骤1-1、选取导线型号为JKLJY-10/50，等高悬挂于两侧铁杆。步骤1-2、输电线路悬挂集中荷载模拟覆冰。步骤1-3、如图4所示，铁杆一端固定住，另一端连接弧垂调节装置，不同工况下调整钢铝绞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法，其特征在于，设计诱发脱冰振动模拟实验平台分析覆冰输电线路的脱冰振动，具体步骤为：步骤1、建立塔线平台；步骤2、设计覆冰脱冰模拟控制系统和信息采集方案，完成诱发脱冰振动模拟实验平台的构建；步骤3、利用建立的诱发脱冰振动模拟实验平台研究孤立档单导线的诱发脱冰响应；步骤4、分析输电线路脱冰动态过程的跳跃高度、脱冰率的变化规律。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法，其特征在于，设计诱发脱冰振动模拟实验平台分析覆冰输电线路的脱冰振动，具体步骤为：步骤1、建立塔线平台；步骤2、设计覆冰脱冰模拟控制系统和信息采集方案，完成诱发脱冰振动模拟实验平台的构建；步骤3、利用建立的诱发脱冰振动模拟实验平台研究孤立档单导线的诱发脱冰响应；步骤4、分析输电线路脱冰动态过程的跳跃高度、脱冰率的变化规律。2.根据权利要求1所述的输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法，其特征在于，步骤1建立塔线平台的具体步骤为：步骤1-1、选取导线等高悬挂于两侧铁杆；步骤1-2、输电线路悬挂集中荷载模拟覆冰；步骤1-3、铁杆一端固定住，末端与紧线器连接，紧线器固定在铁杆上，通过调节紧线器实现对钢铝绞线弧垂的调节，并根据不同的覆冰厚度等效重量悬挂相应的重物模拟。3.根据权利要求2所述的输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法，其特征在于，步骤1-3中覆冰质量计算公式为：G＝π/4*ρ(D2-d2)*10-6式中，ρ为覆冰密度；D为覆冰后输电线路直径；D为覆冰前输电线路直径；G为单位长度覆冰质量。4.根据权利要求1所述的输电线路诱发脱冰振动模拟实验方法，其特征在于，步骤2中所述的设计覆冰脱冰模拟控制系统和信息采集方案的具体步骤为：步骤2-1、采用电磁铁控制的方式控制集中荷载的脱落；电磁铁选用吸盘式电磁铁，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋雯雯，谢云云，蔡胜，陈佳欣，李凯嵘，刘琳，郭伟清，黄详淇，谷志强，吴昊，李德正，杨正婷，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32