[发明专利]基于档端位移激励的架空导线舞动试验装置及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种架空导线舞动仿真试验平台及试验方法，属于架空导线防舞技术领域，尤其是一种基于档端位移激励的架空导线舞动试验装置及试验方法。

背景技术

输电线路导线舞动是输电技术领域中一个危害较大、防范比较困难的问题之一。输电线路舞动是指在风作用下导线产生的一种低频(约为0.1-3Hz)、大振幅的导线自激振动，最大振幅可以达到导线直径的5-300倍左右。这种运动能够引起很大的动态应力，有时能使导线、金具及杆塔造成很大的破坏。

为了避免导线舞动，需要对导线舞动机理、成舞条件、舞动规律等方面作深入研究。在研究的过程中，需要建造架空导线试验平台来模拟出导线舞动，以备对舞动进行分析，寻找架空导线的舞动规律。

在风作用下，导线在垂直线路方向上摆动，会引起其连接的绝缘子串挂线点产生沿线路方向的位移，相当于对相邻档导线施加了一个档端位移激励，将会对相邻档架空导线的舞动产生一定的影响。

目前，涉及到架空导线舞动试验平台的有很多种，大部分都是通过把实际中的单档导线成比例缩小，利用立柱模拟铁塔，铁塔之间架设导线，通过在导线的测试点加载瞬时激励，使导线产生振动来进行测试，其中瞬时激励多为激振器实现，仅仅能模拟导线振动，不能形成舞动，因此不能进行对导线舞动机理的研究。另外，对导线垂直加载的实验平台仅仅考虑了垂直线路方法的激励对架空导线影响，而未涉及沿线路方向上的档端位移激励对架空导线的影响。

在专利号为2004201103810.0中公开了一种舞动试验机，该试验机完全是利用两套曲柄连杆装置模拟导线椭圆舞动轨迹，来模拟大跨越架空导线在覆冰后产生的舞动；该舞动试验机的核心技术是激振器，激振器使导线舞动时其横截面的轨迹呈椭圆形，椭圆的长短轴随外界环境不同会有不同的变化，且长轴的中心线还会随外力不同而产生偏转。该试验机利用机械传动来模拟导线的舞动，用于研究导线承受舞动的能力，但未涉及导线舞动机理模拟，不能进行舞动机理研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于档端位移激励的架空导线舞动试验装置及试验方法，该装置能够很好的模拟沿架空导线方向的激励对导线舞动的影响，进一步研究架空导线舞动机理。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于档端位移激励的架空导线舞动试验装置，包括挂线装置、横向驱动装置、架空导线和绝缘子串，所述挂线装置固定于地面，所述架空导线的两端分别通过绝缘子串与两个挂线装置连接，所述横向驱动装置与绝缘子串连接。本发明通过横向驱动装置对挂线装置中的架空导线提供一个作用在档端的水平方向上的持续小幅度的低频激励，使架空导线上的测量点达到成舞条件，可以研究不同档距、不同激励频率、不同激励幅值对导线舞动的影响，进一步研究架空导线舞动机理。

对上述结构做进一步限定，所述横向驱动装置包括可水平移动的推杆，所述推杆与固定架滑动配合，推杆的左端通过平板与偏心轮接触，推杆的外侧套接有用于推杆复位的弹簧，所述弹簧的一端与固定架内侧接触，另一端与所述平板接触，所述固定架通过底座的支撑固定。本发明中的推杆与绝缘子串的下端连接，通过偏心轮的匀速转动，使推杆的末端的振动为一简谐振动，可以对导线有一个正弦曲线的持续激励，该正弦激励一方面能够使导线舞动，另一方面正弦激励为一具有显著规律的激励方式，其激振频率单一，在后续处理时方便研究。

对上述结构做进一步限定，所述横向驱动装置为由连杆滑块和旋转轮组成的曲柄连杆机构，或具有双工位的汽缸。本发明中的曲柄连杆机构和汽缸也可以实现激励导线舞动，研究其舞动规律，但这两种方式所产生的振动频率成分复杂，因此试验效果不如偏心轮结构明显。

对上述结构做进一步限定，所述挂线装置包括水平放置的横担，所述横担的端部设有与绝缘子串连接的挂钩，横担的中部固定有垂直横担的固定座。本发明中的固定座及横担用于模拟实际中的铁塔，使该装置更能反映实际中的情况，增加模拟结构的准确度。

对上述结构做进一步限定，所述挂线装置设置三个及以上，相邻挂线装置之间通过架空导线和绝缘子串连接，形成多档架空导线本发明对挂线装置进行串联，可研究多档架空导线中，多个测量点的舞动情况，可以充分反映舞动规律。

基于档端位移激励的架空导线舞动的试验方法，其特征在于所述试验方法的步骤如下：

(1)所述试验装置搭建好后，测量架空导线的档距、比载和弧垂；

(2)确定测量点，在测量点的位置安置高速相机，并启动高速相机；

(3)确定加载点，启动横向驱动装置，对架空导线进行档端横向位移激励的加载；