CN108489832B - 一种高压导线摆动疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压导线摆动疲劳试验机，包括耐张线夹夹持移动装置、导线夹持机构、导线摆动机构、电磁微动平台、基座系统、耐张线夹和高压导线；耐张线夹夹持移动装置用于固定耐张线夹并调整耐张线夹的参数；导线夹持机构用于夹持实验用的高压导线并与导线摆动机构连接；导线摆动机构用于对导线进行摆动运动；电磁微动平台用于产生竖直方向的震动；耐张线夹用于夹持高压导线；高压导线中间部分被导线夹持机构夹持住；基座系统用于充当上部系列机构的基座。该试验机能够在实验室模拟在强风区域的高压导线摆动疲劳的过程，进而探究强风沙区域高压导线断股的真正机理。

Description

一种高压导线摆动疲劳试验机

技术领域

本发明属于工程材料和机械检测技术领域，具体涉及一种高压导线摆动疲劳 试验机。

背景技术

我国大西北地区涵盖西北五省(陕西﹑甘肃﹑宁夏﹑青海﹑新疆)以及内蒙 古的一部分，总面积约为全国的三分之一，总人口约为全国的十四分之一。战略 地位重要，自然资源丰富，深藏巨大发展潜力，尤其是能源资源，无论化石能源 还是风能太阳能等新能源均储量可观，前景诱人。同时西北地区新能源建设如火 如荼，至2016年西北五省全网总装机容量已达4亿千瓦，其中70％以上可用于 外送。

但在西北地区分布着大量强风沙环境的地域，高压输电走廊将频繁穿越这些 高寒干旱少雨的沙漠戈壁地带，强风沙环境将对输变电线路造成重大的影响。目 前，750kV输电线路和在建±800kV、±1100kV输电线路经过新疆，包含西部百 里风沙区和最低气温－40℃的特殊气象区，而近几年，位于新疆“三十里风区” 及“百里风区”等强风区的输变电设备发生了多起导线断股事件，该区域8级以 上风速年平均天数达160天，其中12级及以上大风天气近90天，恶劣的气候环 境极大考验了线路的安全运行。

发明内容

针对在新疆等强风沙区域的输变电线路的导线断股现象，分析发现，不同于 内地的输变电线路导线因微风振动而断股的机理，在强风沙区域的高压导线的断 股是一种低周疲劳断裂引起的。新疆等地区的高压导线长期在大风的作用下，做 一种类秋千状摆动，具有大振幅，高应力，长时间的特点，因而其使用寿命较内 地的同种导线的寿命大幅降低，给该区域的输变电线路安全运行造成了极大的影 响。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高压导线摆动疲劳 试验机，该试验机能够在实验室模拟在强风区域的高压导线摆动疲劳的过程，进 而探究强风沙区域高压导线断股的真正机理。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种高压导线摆动疲劳试验机，包括耐张线夹夹持移动装置、导线夹持机构、 导线摆动机构、电磁微动平台、基座系统、耐张线夹和高压导线；所述耐张线夹 夹持移动装置包括两套，在试验机的左右对称位置各布置一套，用于固定耐张线 夹并调整耐张线夹的参数；所述导线夹持机构位于试验机的中部，用于夹持实验 用的高压导线，并与导线摆动机构连接；所述导线摆动机构用于对导线进行摆动 运动；所述电磁微动平台位于导线夹持机构的下方，用于产生竖直方向的震动； 所述耐张线夹位于高压导线的两端，用于夹持高压导线；所述高压导线是实验主 体对象，中间部分被导线夹持机构夹持住；所述基座系统位于整个试验机的最下 方，用于充当上部系列机构的基座。

优选地，所述耐张线夹夹持移动装置包括耐张线夹夹持机构、定位螺杆、滑 轨系统和定位扇叶；所述耐张线夹夹持机构用于夹持耐张线夹，夹持机构的下部 设有圆孔，用于穿过定位螺杆；所述定位螺杆的中部与耐张线夹夹持机构连接， 两头设有螺杆座，与滑轨系统连接，螺杆与耐张线夹夹持机构相对固定；定位螺 杆通过两头的螺杆座在滑轨系统上前后滑动，并在滑轨中任意位置通过螺栓固定 住；所述定位扇叶的上部通过键与定位螺杆连接，下部设有一段圆弧槽，用于调 节扇叶的角度并带动螺杆一起转动，同时带动夹持机构中的耐张线夹一起转动。

优选地，所述导线摆动机构包括电机、同步带轮、同步带、偏心轮和连杆； 所述电机的输出轴与同步带轮通过键连接固定，并通过输出轴输出动力；所述同 步带轮分别固定在电机的输出轴和电磁微动平台上的一根轴上；所述同步带连接 上下两个同步带轮；所述偏心轮固定在电磁微动平台的轴上，偏心轮上设有不同 偏心距的偏心孔，偏心轮通过销轴和连杆连接；所述连杆的一端与偏心轮连接， 另一端与导线夹持机构连接。

优选地，所述导线夹持机构包括导线夹持零件和微动连接件；所述导线夹持 零件内部设有圆弧，用于将导线包裹住，并通过螺栓将两个零件连接在一起，从 而夹住导线；所述微动连接件的下部通过螺栓固定在电磁微动平台上，上部通过 螺栓与导线夹持零件连接。

进一步地，所述导线夹持零件的一端通过连杆与导线摆动机构连接。

优选地，所述耐张线夹与高压导线配套使用，通过压接机将耐张线夹的端部 与高压导线的端部压接固定在一起；耐张线夹的调整参数包括角度、间距。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)解决了实验室模拟强风区域高压导线摆动疲劳的问题，为探究强风沙 区域高压导线断股的真正机理奠定了试验基础。

(2)可以重复进行多次试验，最大限度模拟现场实际情况，节省了大量人 力物力资源。

(3)给强风沙区域的输变电线路安全运行提供了技术理论支撑，经济社会 效益明显。

附图说明

图1是本发明所提供的一种高压导线摆动疲劳试验机的整体结构组成示意 图。

图2是本发明所提供的一种高压导线摆动疲劳试验机中耐张线夹夹持移动 装置的结构示意图。

图3是本发明所提供的一种高压导线摆动疲劳试验机中导线摆动机构的结 构示意图。

图4是本发明所提供的一种高压导线摆动疲劳试验机中导线夹持机构的结 构示意图。

附图标记说明：1、耐张线夹夹持移动装置；2、导线夹持机构；3、导线摆 动机构；4、电磁微动平台；5、基座系统；6、耐张线夹；7、高压导线；a、耐 张线夹夹持机构；b、定位螺杆；c、滑轨系统；d、定位扇叶；e、电机；f、同 步带轮；g、同步带；h、偏心轮；i、连杆；j、导线夹持零件；k、微动连接件。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的具体实施例以及说 明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明公开了一种高压导线摆动疲劳试验机，包括耐张线夹夹 持移动装置1、导线夹持机构2、导线摆动机构3、电磁微动平台4、基座系统5、 耐张线夹6和高压导线7；所述耐张线夹夹持移动装置1包括两套，在试验机的 左右对称位置各布置一套，用于固定耐张线夹6并调整耐张线夹6的参数；所述 导线夹持机构2位于试验机的中部，用于夹持实验用的高压导线7，并与导线摆 动机构3连接；所述导线摆动机构3用于对导线进行摆动运动；所述电磁微动平 台4位于导线夹持机构2的下方，用于产生竖直方向的震动；所述耐张线夹6 位于高压导线7的两端，用于夹持高压导线7；所述高压导线7是实验主体对象， 中间部分被导线夹持机构2夹持住；所述基座系统5位于整个试验机的最下方， 用于充当上部系列机构的基座。

具体地，如图2所示，所述耐张线夹夹持移动装置1包括耐张线夹夹持机构 a、定位螺杆b、滑轨系统c和定位扇叶d；所述耐张线夹夹持机构a用于夹持耐 张线夹6，夹持机构的下部设有圆孔，用于穿过定位螺杆b；所述定位螺杆b的 中部与耐张线夹夹持机构a连接，两头设有螺杆座，与滑轨系统c连接，螺杆与 耐张线夹夹持机构a相对固定；定位螺杆b通过两头的螺杆座在滑轨系统c上前 后滑动，并在滑轨中任意位置通过螺栓固定住；所述定位扇叶d的上部通过键与 定位螺杆b连接，下部设有一段圆弧槽，用于调节扇叶的角度并带动螺杆一起转 动，同时带动夹持机构a中的耐张线夹6一起转动。

具体地，如图3所示，所述导线摆动机构3包括电机e、同步带轮f、同步 带g、偏心轮h和连杆i；所述电机e的输出轴与同步带轮f通过键连接固定， 并通过输出轴输出动力；所述同步带轮f分别固定在电机e的输出轴和电磁微动 平台4上的一根轴上；所述同步带g连接上下两个同步带轮f；所述偏心轮h固 定在电磁微动平台4的轴上，偏心轮h上设有不同偏心距的偏心孔，偏心轮h 通过销轴和连杆i连接；所述连杆i的一端与偏心轮h连接，另一端与导线夹持 机构2连接。

具体地，如图4所示，所述导线夹持机构2包括导线夹持零件j和微动连接 件k；所述导线夹持零件j内部设有圆弧，用于将导线包裹住，并通过螺栓将两 个零件连接在一起，从而夹住导线；所述微动连接件k的下部通过螺栓固定在电 磁微动平台4上，上部通过螺栓与导线夹持零件j连接。

具体地，所述导线夹持零件j的一端通过连杆与导线摆动机构3连接。

具体地，所述耐张线夹6与高压导线7配套使用，通过压接机将耐张线夹6 的端部与高压导线7的端部压接固定在一起；耐张线夹6的调整参数包括角度、 间距。

实施例

一种高压导线摆动疲劳试验机，工作过程如下：

通过两端的耐张线夹夹持移动装置1，将耐张线夹6固定住，并调整其转动 角度和前后位置，从而可以调整高压导线7的弧度姿态；导线摆动机构3可以使 高压导线7做摆动运动，其摆动幅度和频率可以分别通过偏心距和电机调整；当 导线摆动机构3停止运行时，开启电磁微动平台4，可以使高压导线7做上下方 向的微震动运动。

具体地，在耐张线夹夹持移动装置1中，a是耐张线夹夹持机构，用来夹住 耐张线夹6，夹持架构下部有圆孔，使定位螺杆b穿过圆孔，从而使夹持机构能 在螺杆上左右滑动；b是定位螺杆，其中部与夹持机构连接，两头有螺杆座，与 滑轨系统c连接，螺杆与夹持机构a相对固定，当夹持机构夹住耐张线夹后，通 过螺杆上的四个大螺母，将夹持机构固定在螺杆上的某一个位置；螺杆两头与定 位扇叶d通过键连接；c是滑轨系统，定位螺杆b通过两头的螺杆座，可以在滑 轨系统c上前后滑动，并在滑轨中任意位置通过螺栓固定住；d是定位扇叶，上 部通过键与螺杆连接，下部有一段圆弧槽，调节扇叶的角度，能够带动螺杆一起转动，同时带动夹持机构中的耐张线夹一起转动，当角度合适时，通过螺栓将扇 叶固定，也同时固定了耐张线夹6的转动角度。

在导线摆动机构3中，e是电机，通过输出轴输出动力，输出轴与f同步带 轮通过键连接固定；f是同步带轮，分别固定在电机输出轴和电磁微动平台上的 一根轴上；g是同步带，连接两个同步带轮；h是偏心轮，固定在微动平台上的 轴上，偏心轮上有不同偏心距的偏心孔，偏心轮通过销轴和连杆i连接；i是连 杆，一端与偏心轮h连接，一端与导线夹持机构2连接。

在导线夹持机构2中，j是导线夹持零件，通过内部的圆弧，将导线包裹住， 再用螺栓将两个零件连接在一起，从而夹住导线，导线夹持零件j的一端通过连 杆可与导线摆动机构3连接；k是一微动连接件，其下部通过螺栓固定在电磁微 动平台4上，上部可以通过螺栓与导线夹持零件j连接，其功能是当导线摆动机 构3停止运行时，将电磁微动平台4和导线连接，使电磁微动平台4的微震动传 递给高压导线7。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明 的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高压导线摆动疲劳试验机，包括耐张线夹夹持移动装置(1)、导线夹持机构(2)、导线摆动机构(3)、电磁微动平台(4)、基座系统(5)、耐张线夹(6)和高压导线(7)，其特征在于：所述耐张线夹夹持移动装置(1)包括两套，在试验机的左右对称位置各布置一套，用于固定耐张线夹(6)并调整耐张线夹(6)的参数；所述导线夹持机构(2)位于试验机的中部，用于夹持实验用的高压导线(7)，并与导线摆动机构(3)连接；所述导线摆动机构(3)用于对导线进行摆动运动；所述电磁微动平台(4)位于导线夹持机构(2)的下方，用于产生竖直方向的震动；所述耐张线夹(6)位于高压导线(7)的两端，用于夹持高压导线(7)；所述高压导线(7)是实验主体对象，中间部分被导线夹持机构(2)夹持住；所述基座系统(5)位于整个试验机的最下方，用于充当上部系列机构的基座；

所述耐张线夹夹持移动装置(1)包括耐张线夹夹持机构(a)、定位螺杆(b)、滑轨系统(c)和定位扇叶(d)；所述耐张线夹夹持机构(a)用于夹持耐张线夹(6)，耐张线夹夹持机构的下部设有圆孔，用于穿过定位螺杆(b)；所述定位螺杆(b)的中部与耐张线夹夹持机构(a)连接，两头设有螺杆座，与滑轨系统(c)连接，螺杆与耐张线夹夹持机构(a)相对固定；定位螺杆(b)通过两头的螺杆座在滑轨系统(c)上前后滑动，并在滑轨系统中任意位置通过螺栓固定住；所述定位扇叶(d)的上部通过键与定位螺杆(b)连接，下部设有一段圆弧槽，用于调节扇叶的角度并带动螺杆一起转动，同时带动耐张线夹夹持机构(a)中的耐张线夹(6)一起转动。

2.根据权利要求1所述的一种高压导线摆动疲劳试验机，其特征在于：所述导线摆动机构(3)包括电机(e)、同步带轮(f)、同步带(g)、偏心轮(h)和连杆(i)；所述电机(e)的输出轴与同步带轮(f)通过键连接固定，并通过输出轴输出动力；所述同步带轮(f)分别固定在电机(e)的输出轴和电磁微动平台(4)上的一根轴上；所述同步带(g)连接上下两个同步带轮(f)；所述偏心轮(h)固定在电磁微动平台(4)的所述轴上，偏心轮(h)上设有不同偏心距的偏心孔，偏心轮(h)通过销轴和连杆(i)连接；所述连杆(i)的一端与偏心轮(h)连接，另一端与导线夹持机构(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种高压导线摆动疲劳试验机，其特征在于：所述导线夹持机构(2)包括导线夹持零件(j)和微动连接件(k)；所述导线夹持零件(j)内部设有圆弧，用于将导线包裹住，并通过螺栓将两个零件连接在一起，从而夹住导线；所述微动连接件(k)的下部通过螺栓固定在电磁微动平台(4)上，上部通过螺栓与导线夹持零件(j)连接。

4.根据权利要求3所述的一种高压导线摆动疲劳试验机，其特征在于：所述导线夹持零件(j)的一端通过连杆与导线摆动机构(3)连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种高压导线摆动疲劳试验机，其特征在于：所述耐张线夹(6)与高压导线(7)配套使用，通过压接机将耐张线夹(6)的端部与高压导线(7)的端部压接固定在一起；耐张线夹(6)的调整参数包括角度、间距。

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