CN102661839B - 架空导线微振模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

一种架空导线微振模拟实验装置，包括底座，底座上端面的两端设有张拉装置，导线两端通过耐张线夹和绝缘子与张拉装置连接，导线两端与张拉装置之间还设有压力传感器；张拉装置的内侧设有悬挂支架，悬挂支架通过悬挂调整机构与绝缘子连接，绝缘子与悬垂线夹连接，导线悬挂在悬垂线夹内；悬挂支架之间的中部设有激振装置，激振装置通过绝缘子和悬垂线夹与导线连接。基于上述特点，本发明可以接近真实的模拟架空输电导线在各种工况下（如微动振幅，频率，载荷，环境氛围，不同电压等级等）导线线股间、导线与线夹间的微动磨损状态，进而对在这些条件下导线的微动特性进行分析，提出改善微动磨损的方法。

Description

架空导线微振模拟实验装置

技术领域

本发明涉及一种输电导线的试验装置，特别是一种可以模拟真实工况的架空导线微振模拟实验装置。

背景技术

微动(Fretting)是两个接触表面间发生极小幅度的相对运动，它通常存在于交变工况(如发动机运转、气流、热交换、疲劳载荷、电磁、传动及运输等)下的“近似紧固”的机械配合件中，位移幅度一般为微米量级。微动摩擦学是研究微动状态下运行机理、损伤、测试、监控、预防的学科，涉及材料、力学、表面物理、化学等多个领域。

导线是输电线路的载体, 是保证电力系统安全运行的重要组成部分。架空导线常用铝线或铝和钢两种线材分层同轴绞制而成, 长期处于野外露天之下, 受到自然条件风、雨、冰雪、雷电等和其它外界条件的影响, 服役条件非常恶劣。架空导线在静态弯曲应力和风载等引起的动态应力作用下，绞线股间、绞线与钢芯线间以及线夹间必将产生微动磨损，磨损导致导线断股和表面缺陷，影响送电质量和导线寿命。为此，根据导线实际运行受力情况，在原试验装置基础上拟开发一套可以施加不超过35Kv极低电流的导线微风振动模拟试验装置，用于模拟导线的带电磨损试验。

中国专利201110001795.4公开了一种双股铝导线微动磨损试验台，可以接近真实的模拟架空输电导线在各种工况下(如微动振幅,频率,载荷,导线夹角、包角等)外层铝导线之间的微动磨损行为,进而对在这些条件下导线的微动特性进行分析,提出改善微动磨损的方法,减少导线间的磨损,延长架空输电导线的使用寿命。存在的问题是，该装置主要是针对铝导线的磨损试验，不适用于高压输送导线的实验，且在实验过程中也难以模拟现实中的高压输电状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种架空导线微振模拟实验装置，可以进行模拟真实环境中的导线磨损试验，例如微风条件下的微振试验，进一步的，还能够进行施加不超过35Kv和极低电流条件下的磨损试验。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种架空导线微振模拟实验装置，包括底座，底座上端面的两端设有张拉装置，导线两端通过耐张线夹和绝缘子与张拉装置连接，导线两端与张拉装置之间还设有压力传感器；

张拉装置的内侧设有悬挂支架，悬挂支架通过悬挂调整机构与绝缘子连接，绝缘子与悬垂线夹连接，导线悬挂在悬垂线夹内；

悬挂支架之间的中部设有激振装置，激振装置通过绝缘子和悬垂线夹与导线连接。

还设有升压器，升压器通过导电线夹与导线连接，升压器上设有接地装置。

所述的悬挂支架靠近导线位置的内壁设有绝缘片。

所述的激振装置中，变频电机与转轴连接，转轴通过偏心调整螺栓与曲轴的端面连接，曲轴与传动杆活动连接。

还设有用于向导线喷洒的喷洒装置。

所述的张拉装置中，张拉支撑架与底座固定连接，斜撑贯穿张拉支撑架与位于张拉支撑架外侧的张紧支架连接，张紧支架通过张紧螺栓与调整架连接，调整架与绝缘子连接。

本发明提供的一种架空导线微振模拟实验装置，通过采用上述的结构，具有以下的优点：

1、位于导线下方的激振装置由变频电机驱动，利用变频控制器可改变激振装置的激振频率，从而模拟不同风速下的导线微振动。

2、通过导线两端张拉装置上的张紧螺栓可以改变其试验张力，并由压力传感器确定试验导线张力。

3、通过偏心调整螺栓可以调节激振装置中曲轴的偏心距，从而可改变试验导线的微振振幅。

4、通过喷洒装置向试验导线喷洒不同性质的溶液（如微酸、盐水、灰尘等），可模拟多种实际气候氛围。

5、设置的绝缘子、绝缘片，可以模拟通电情况下的导线微振动，使实验更加接近实际情况。

6、激振装置中密封有润滑油，有减少摩擦和散热的作用。

7、采用国际标准线夹，线夹与导线之间采用铝包带隔开，减少导线与线夹之间的磨损，更加接近实际情况。

8、可通过升压器提供高电压，更加能准确地模拟实际工况。

9、可通过压力传感器测量导线的预紧力，测试不同应力条件下的导线的磨损情况。

基于上述特点，本发明可以接近真实的模拟架空输电导线在各种工况下（如微动振幅，频率，载荷，环境氛围，不同电压等级等）导线线股间、导线与线夹间的微动磨损状态，进而对在这些条件下导线的微动特性进行分析，提出改善微动磨损的方法，减少导线间的磨损，延长架空输电导线的使用寿命。因此，本发明对研究导线线股间、导线与线夹间的微动磨损行为具有重要的作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中激振装置的结构示意图。

图3为图1的A向视图。

图中：底座1，张拉支撑架2，斜撑3，张紧支架4，张紧螺栓5，调整架6，绝缘子7，耐张线夹8，悬挂支架9，悬挂调整机构10，悬垂线夹11，导电线夹12，喷洒装置13，激振装置14，转轴141，曲轴142，传动杆143，偏心调整螺栓144，升压器15，导线16，绝缘片17。

具体实施方式

如图1中，一种架空导线微振模拟实验装置，包括底座1，底座1上端面的两端设有张拉装置，导线16两端通过耐张线夹8和绝缘子7与张拉装置连接，导线16两端与张拉装置之间还设有压力传感器；在本例中压力传感器采用压电元件制成的压力传感器，安装在耐张线夹8和绝缘子7之间的球头挂环上。

优化的方案中，所述的张拉装置中，张拉支撑架2与底座1固定连接，斜撑3贯穿张拉支撑架2与位于张拉支撑架2外侧的张紧支架4连接，张紧支架4通过张紧螺栓5与调整架6连接，调整架6与绝缘子7连接。由此反拉的结构可以节省实验室内的空间，需要说明的是，张拉装置的支架采用普通的三角形支架也是可行的。

张拉装置的内侧设有悬挂支架9，悬挂支架9通过悬挂调整机构10与绝缘子7连接，绝缘子7与悬垂线夹11连接，导线16悬挂在悬垂线夹11内；通过调节悬挂调整机构10内的螺栓，也可以辅助张紧导线16。

悬挂支架9之间的中部设有激振装置14，激振装置14通过绝缘子7和悬垂线夹11与导线16连接。如图2中，所述的激振装置14中，变频电机与转轴141连接，转轴141通过偏心调整螺栓144与曲轴142的端面连接，曲轴142与传动杆143活动连接。通过变频器改变激振频率；通过偏心调整螺栓144，可以改变曲轴142的偏心率，从而改变试验导线的微振振幅。

优化的方案中，还设有升压器15，升压器15通过导电线夹12与导线16连接，升压器15上设有接地装置。如图3中，所述的悬挂支架9靠近导线16位置的内壁设有绝缘片17，本例中的绝缘片17采用环氧树脂绝缘板。由此结构给试验导线16提供高电压，从而能更加准确地模拟实际工况。

优化的方案中，还设有用于向导线16喷洒的喷洒装置13。用于向试验导线16喷洒不同性质的溶液，例如微酸、盐水、带有灰尘的溶液等，从而模拟多种实际气候氛围。

Claims (4)

1.一种架空导线微振模拟实验装置，包括底座（1），底座（1）上端面的两端设有张拉装置，张拉装置的内侧设有悬挂支架（9），悬挂支架（9）之间的中部设有激振装置（14），其特征是：导线（16）两端通过耐张线夹（8）和绝缘子（7）与张拉装置连接，导线（16）两端与张拉装置之间还设有压力传感器；

悬挂支架（9）通过悬挂调整机构（10）与绝缘子（7）连接，绝缘子（7）与悬垂线夹（11）连接，导线（16）悬挂在悬垂线夹（11）内；

激振装置（14）通过绝缘子（7）和悬垂线夹（11）与导线（16）连接；

还设有升压器（15），升压器（15）通过导电线夹（12）与导线（16）连接，升压器（15）上设有接地装置；

还设有用于向导线（16）喷洒的喷洒装置（13）。

2.根据权利要求1所述的一种架空导线微振模拟实验装置，其特征是：所述的悬挂支架（9）靠近导线（16）位置的内壁设有绝缘片（17）。

3.根据权利要求1或2所述的一种架空导线微振模拟实验装置，其特征是：所述的激振装置（14）中，变频电机与转轴（141）连接，转轴（141）通过偏心调整螺栓（144）与曲轴（142）的端面连接，曲轴（142）与传动杆（143）活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种架空导线微振模拟实验装置，其特征是：所述的张拉装置中，张拉支撑架（2）与底座（1）固定连接，斜撑（3）贯穿张拉支撑架（2）与位于张拉支撑架（2）外侧的张紧支架（4）连接，张紧支架（4）通过张紧螺栓（5）与调整架（6）连接，调整架（6）与绝缘子（7）连接。