[发明专利]一种输电导线任意脱冰形式模拟装置及动力响应监测系统

说明书

本发明提供一种输电导线任意脱冰形式模拟装置及动力响应监测系统，在导线模型上均匀地布置若干个半自动化脱冰控制装置，通过控制电磁铁的通断电来实现对截流板上铁片的吸与放，达到控制截流板移动的目的，从而调节截流板上方形截留板孔与立方盒底部方形底板孔的错开面积，可以实现部分脱落、不同位置脱冰、控制脱冰速率及模拟融冰过程等；通过控制相邻半自动化脱冰控制装置的运行时间差，可以实现对拉链式脱冰等非同期脱冰形式的模拟；本发明通过张力传感器、动态应变仪和计算机得到导线模型实时张力数据；通过连接高精度工业相机的计算机即可得到位移测点处的位移变化时程。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，尤其是涉及一种输电导线任意脱冰形式模拟装置及动力响应监测系统。

背景技术

据国家电网有限公司2014年至2018年500kV及以上输电线路故障停运统计可知，所有故障中冰害占比约33.6％，其中脱冰跳跃是导致输电线路冰害故障的主要原因。脱冰跳跃会导致相邻导线、导地线放电闪络、导线断线、金具受损、横担受损、杆塔破坏等严重故障，对输电线路安全运行带来极大的危害，造成重大经济损失和社会影响。因此研究覆冰输电导线脱冰后的动力响应特征，可以为电网防冰设计提供有效依据。

目前国内外学者已经对输电导线的覆冰、脱冰问题开展了大量的研究，但实际上，其研究手段基本是基于单一理想脱冰模式下的有限元分析，得到的结果也往往缺乏验证。真型输电线路覆冰及脱冰过程监测能够提供一些数据来检验目前输电线路考虑覆冰脱冰的设计方法，但真型线路通常架设在高空或地形险峻的复杂自然环境中，开展真型输电线路监测往往成本巨大且数据精度很难保证。

发明内容

本发明的第一个目的在于，针对背景技术中存在的问题，提供一种输电导线任意脱冰形式模拟装置。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种输电导线任意脱冰形式模拟装置，其特征在于：所述输电导线脱冰模拟装置包括：

-导线缩尺模型，所述导线缩尺模型包括钢丝绳、配重块、端部连接头、张力传感器、中间连接头，所述张力传感器串联在钢丝绳上，所述配重块固定至钢丝绳上，所述钢丝绳的两端经端部连接头固定至导线固定装置上，所述中间连接头用于串联张力传感器和钢丝绳；

-导线固定装置，所述导线固定装置包括固定柱和焊接在固定柱上的端板，所述端板上分别设有螺栓孔以通过预紧螺栓来调节导线缩尺模型的张力；

-半自动化脱冰控制装置，所述半自动化脱冰控制装置包括立方盒和两个电磁装置，所述立方盒无顶板且底板上设有多个方形底板孔，所述立方盒的底板下方设有截留板，所述截留板上设有多个方形截留板孔，所述截留板可沿着立方盒上设置的托举头左右滑移以形成截留板对底板孔的完全遮蔽、部分遮蔽和完全不遮蔽，所述截留板下方设有铁片，所述铁片与电磁装置相配合以实现左右滑移截留板，所述立方盒的上方刚性连接定至导线缩尺模型的钢丝绳上；

所述半自动化脱冰控制装置均匀地布设在钢丝绳上。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本发明的优选技术方案：所述电磁装置包括电磁盒和设置在电磁盒内的电磁铁，所述电磁盒固定至立方盒以使得至少部分电磁铁位于立方盒的下方以实现电磁铁对截留板上铁片的吸引而左右滑移截留板。

作为本发明的优选技术方案：所述电磁盒为ABS材料，所述电磁盒经螺栓固定在立方盒底板两对侧，所述电磁盒上开圆形孔洞放置电磁铁，所述电磁铁通过集成电路智能控制其通断电以控制吸放截流板上的铁片，达到左右滑移截流板。

作为本发明的优选技术方案：所述立方盒通过刚性连接头固定在钢丝绳上，所述立方盒为ABS材料以减轻半自动化脱冰控制装置本身的质量，所述立方盒内可以注入或卸下细沙，达到模拟输电导线覆冰脱冰的目的。