CN104596783B - 一种用于模拟下击暴流作用下高压输电导线动力特性的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于模拟下击暴流作用下高压输电导线动力特性的实验装置，其特征在于，将矩形支撑平台的4个立柱固定在地面上，矩形支撑平台上安装轴流式风机。通过变频器调节风速，模拟不同下击暴流风速。用空心铝管模拟输电导线，铝管两端分别焊接两根实心轴。在实心轴的两端分别悬挂两组弹簧阻尼系统，弹簧阻尼系统固定于两个矩形框。通过矩形框的水平，竖直方向相对移动，实现不同倾角，风向角及不同位置下的空心铝管的动力特性分析。喷嘴与供水装置相连并固定于轴流式风机正下方1m处，向空心铝管喷水以模拟各种降雨状态，供水装置有储水器和水泵组成。降雨量的调节，通过调节阀完成。实心轴的两端外侧分别安装位移、加速度传感器，并通过数据线将所采集信号传递给采集卡。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压输电导线动力特性实验装置，特别涉及一种用于模拟下击暴流作用下高压输电导线动力特性的实验装置。
背景技术
下击暴流载荷特性及其对输电线-塔结构的灾害作用是目前国际风工程领域的前沿研究课题。特别是近年来特高压输电杆塔日益呈结构高耸、导线截面粗大，跨越档距长等特点，其结构对下击暴流风场及强降雨耦合作用极其敏感，易于诱发大幅振荡乃至倒塔事故。为揭示其诱发机理，研究人员提出了多种假设。多数学者认为，强降雨的载荷属性不可忽略，与下击暴流风场耦合后致使输电导线产生大幅的面内，面外振动，且该振动受输电导线所处位置，风向角及倾角等影响。然而，强降雨模拟、下击暴流风场、输电导线大跨距及非线性特点，使得其模拟实验难以开展。因此，目前针对模拟下击暴流作用下高压输电导线动力特性研究尚缺乏一种有效的模拟实验方式。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种用于模拟下击暴流作用下高压输电导线动力特性的实验装置，不仅能够调节风速，风向角和倾角，而且能够模拟不同降雨强度。
为实现上述目标，本发明提供的技术方案如下：
一种用于模拟下击暴流作用下高压输电导线动力特性的实验装置，其特征在于，将矩形支撑平台的4个立柱固定在地面上，矩形支撑平台上安装轴流式风机；通过变频器调节风速，模拟不同下击暴流风速；用空心铝管模拟输电导线，铝管两端分别焊接两根实心轴；在实心轴的两端分别悬挂两组弹簧阻尼系统，弹簧阻尼系统固定于两个矩形框，固定弹簧阻尼系统的矩形框，其下部支撑内、外柱体开有6组螺栓孔，底部安装有滚轮；通过不同螺栓孔的组合并用螺栓拧紧，实现两侧的高度差，模拟不同倾角情况；通过推动滚轮，矩形框架可在地面上移动，模拟不同风向角及空心铝管与下击暴流风载中心的距离；通过矩形框的水平，竖直方向相对移动，实现不同倾角，风向角及不同位置下的空心铝管的动力特性分析；喷嘴与供水装置相连并固定于轴流式风机正下方1m处，向空心铝管喷水以模拟各种降雨状态，供水装置有储水器和水泵组成；降雨量的调节，通过调节阀完成；实心轴的两端外侧分别安装位移、加速度传感器，并通过数据线将所采集信号传递给采集卡。
上述方案中，所述矩形支撑平台的4个立柱固定在地面上，矩形支撑平台上安装轴流式风机；通过变频器调节风速，模拟不同下击暴流风速。
所述固定弹簧阻尼系统的矩形框，其下部支撑内、外柱体开有6组螺栓孔，底部安装有滚轮。通过不同螺栓孔的组合并用螺栓拧紧，实现两侧的高度差，模拟不同倾角情况。通过推动滚轮，矩形框架可在地面上移动，模拟不同风向角及空心铝管与下击暴流风载中心的距离。
所述模拟降雨装置，其喷嘴与供水装置相连并固定于轴流式风机正下方1m处，向空心铝管喷水以模拟各种降雨状态，供水装置有储水器和水泵组成。降雨量的调节，通过调节阀控制出水量及流速实现。
所述空心铝管模拟输电导线，在空心铝管的两端分别悬挂两组弹簧阻尼系统，弹簧阻尼系统固定于两个矩形框；在空心铝管的两端外侧分别安装位移、加速度传感器，并通过数据线将所采集信号传递给采集卡，以获取其动态特性。
附图说明
图1是模拟下击暴流作用下高压输电导线动力特性的实验装置结构示意图；
图2是本发明模拟输电导线及其支撑矩形框；
图3是本发明模拟降雨系统。
其中：1为供电线，2为变频器，3为轴流式风机控制器，4为轴流式风机，5为矩形支撑平台，6为弹簧阻尼系统，7为喷嘴，8为空心铝管，9为调节控制阀，10为供水管，11为滚轮，12为潜水泵，13为蓄水器，14为矩形框，15为位移、加速度传感器，16矩形框下部支撑柱体，17数据传输线。
具体实施方式
1.下面结合附图1，详细地说明本发明的技术方案。图1所示，一种用于模拟下击暴流作用下高压输电导线动力特性的实验装置，其将矩形支撑平台5的4个立柱固定在地面上，矩形支撑平台5上安装轴流式风机4。通过变频器2调节风速，模拟不同下击暴流风速。用空心铝管8模拟输电导线，在空心铝管8的两端分别悬挂两组弹簧阻尼系统6，弹簧阻尼系统6固定于两个矩形框14。矩形框14的部支撑内、外柱体16开有6组螺栓孔，底部安装有滚轮11。通过不同螺栓孔的组合并用螺栓拧紧，实现两侧的高度差，模拟不同倾角情况。通过推动滚轮11，矩形框架14可在地面上移动，模拟不同风向角及空心铝管8与下击暴流风载中心的距离。喷嘴7与供水装置相连并固定于轴流式风机正下方1m处，向空心铝管8喷水以模拟各种降雨状态，供水装置有储水器13和潜水泵12组成。降雨量的调节，通过调节控制阀15完成。空心铝管8的两端外侧分别安装位移、加速度传感器15，并通过数据线17将所采集信号传递给采集卡。
Claims (1)
1.一种用于模拟下击暴流作用下高压输电导线动力特性的实验装置，其特征在于，将矩形支撑平台的4个立柱固定在地面上，矩形支撑平台上安装轴流式风机；通过变频器调节风速，模拟不同下击暴流风速；用空心铝管模拟输电导线，铝管两端分别焊接两根实心轴；在实心轴的两端分别悬挂两组弹簧阻尼系统，弹簧阻尼系统固定于两个矩形框，固定弹簧阻尼系统的矩形框，其下部支撑内、外柱体开有6组螺栓孔，底部安装有滚轮；通过不同螺栓孔的组合并用螺栓拧紧，实现两侧的高度差，模拟不同倾角情况；通过推动滚轮，矩形框架可在地面上移动，模拟不同风向角及空心铝管与下击暴流风载中心的距离；通过矩形框的水平，竖直方向相对移动，实现不同倾角，风向角及不同位置下的空心铝管的动力特性分析；喷嘴与供水装置相连并固定于轴流式风机正下方1m处，向空心铝管喷水以模拟各种降雨状态，供水装置有储水器和水泵组成；降雨量的调节，通过调节阀完成；实心轴的两端外侧分别安装位移、加速度传感器，并通过数据线将所采集信号传递给采集卡。
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