CN109375004B - 模拟覆冰荷载脱落的实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了模拟覆冰荷载脱落的实验装置，包括两个模拟电塔，搭设于两个模拟电塔之间的模拟实验导线，在模拟实验导线上通过电磁吸盘悬挂有至少一个模拟覆冰荷载，电磁吸盘连接有控制其通断的控制电路；所述模拟装置设置于试验小屋内，所述试验小屋设置有制冷设备，所述试验小屋内还设置有风动设备，风动设备用于模拟自然风；所述试验小屋顶部还设置有下雪设备，该下雪设备用于模拟自然下雪，所述试验小屋内还设置有摄像仪；本发明用于模拟实际的高压输电线路的脱冰过程，该实验装置设置于试验小屋内，该试验小屋用于模拟高压输电线路在实际使用过程所遇到的温度、风吹以及下雪的实际工况。

Description

模拟覆冰荷载脱落的实验装置

技术领域

本发明涉及高压输电线路测试装置，具体涉及一种模拟覆冰荷载脱落的实验装置。

背景技术

输电线覆冰是指空气中的水分或降雨因冻结而成冰霜的一种自然现象。在特定的温度和风等自然条件下，输电线覆冰脱落会引起电线的上下振动和横向摆动，极易造成闪络、跳闸等事故，甚至发生断线、杆塔倒塌，严重威胁整个供电系统的安全，给人们的生活带来了不便，也给经济发展带来了阻碍，造成了巨大的损失。输电线路覆冰事故一直是国内外电力系统严重的自然灾害之一。以2008年我国南方冰灾事故为例，从1月10日至2月初，华中、华东部分地区先后出现3次大范围的雨雪冰冻过程，输电线路覆冰非常严重，期间，湖南、江西、浙江、安徽、湖北等地的输电线路发生多起倒塔、断线、闪络等覆冰事故，导致南方部分地区电力中断、交通瘫痪等严重后果，直接经济损失达1100多亿元。根据统计，受灾区域内626条500kV线路累计停运119条，停运率19.01％；3658条220kV线路的停运率为9.38％。因此，研究覆冰导线脱冰后导线的振动响应对输电线路设计导线间距、确保线路的安全运行具有重要的工程实用价值。

目前,输电线脱冰跳跃的研究主要集中在模拟实验和数值仿真两方面，关于数值仿真研究的文献很多，无论是精细化有限元建模、脱冰瞬态响应计算，还是参数的影响分析都已进行了比较系统、深入的研究,本文不再赘述。在模拟实验方面，Morgan等人采用档中悬挂集中质量的方法模拟覆冰，在一个132k V的五档输电线路上进行脱冰实验，测得各档架空线的跳跃高度。加拿大Jamaleddine等人在魁北克省电力研究院(IPEQ)根据人工气候室尺寸大小，设计档距仅为3.22m的两档架空线缩小模型，架空线真实覆冰后对多种脱冰情形进行了模拟，测量了架空线的最大跳跃高度、各个挂点的张力变化等。正春等人在孤立档导线上进行了脱冰模拟实验，采用悬挂重物模拟覆冰，进行整档导线脱冰模拟实验，对跨中的导线张力进行了测量。孟晓波等人采用集中荷载的方法模拟导线覆冰，在235m尺度的孤立档模型或连续档模型上，进行了整档和局部脱冰工况下的脱冰跳跃模拟实验，获得了导线动态位移和动态张力的变化规律。刘春城以某特高压输变电工程中的黄河大跨越段为原型，对覆冰条件下五塔四档塔线体系模型的脱冰冲击响应进行模拟实验，获得输电杆塔的最不利脱冰工况和位置。蒋兴良等人在自然覆冰实验站开展了直流融冰实验，记录并观测了孤立档导线在脱冰过程中的跳跃幅度。杨文刚等人针对孤立档模型，分别采用人工覆冰法和集中质量法模拟覆冰，进行脱冰振动实验，并对比研究了两种覆冰模拟方法对脱冰动张力实验结果的影响。上述文献在脱冰模拟实验方面有各自关注的重点，大多实验只关注了瞬时脱冰，而实际中输电线路的脱冰是一个链式过程，在脱冰的过程中也是有防震装置存在的，同时在已有的实验中很少有对于高差的研究，但实际中，有很多输电塔线是建立在高山中的，需要考虑实际工况中的高差影响，所以现有的实验模拟是有不全面之处的，本文的实验是在杨文刚实验的基础上进行改进，综合考虑了高差、防震装置、模型的动力相似、脱冰方式、脱冰工况的多样性，同时使用精度达到纳米级别的高速摄像仪DIC-3D准确测量脱冰跳跃过程中位移的变化来反映单跨输电线路脱冰振动响应。实验模型源于具体的工程背景，且参数设计完全满足动力相似的要求，更加接近于实际工况，为我们的输电线路的设计提供足够的理论支持。实验采用了电磁铁控制模拟冰荷载的脱落，通过PCL电路图的设计控制模拟冰荷载的脱落位置和脱落时间，有效地模拟工程上各种复杂的脱冰工况。

现有技术的缺陷是，脱冰的模拟装置均设置于实验室内，与高压输电线路在脱冰过程中所遭受的低温、风吹、下雪的实际工况相去甚远，其验证的准确度不够高，不能够提供实际的低温、风吹、下雪的恶劣工况。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟覆冰荷载脱落的实验装置，该实验装置的模拟装置用于模拟实际的高压输电线路的脱冰过程，该实验装置设置于试验小屋内，该试验小屋用于模拟高压输电线路在实际使用过程中所遇到的温度、风吹以及下雪的实际工况，通过高速摄像机拍摄记录模拟实验导线的舞动轨迹，为高压输电线路的设计提供参考。

为了达到上述目的，本发明采取如下技术方案，一种模拟覆冰荷载脱落的实验装置，设置有模拟装置，所述模拟装置包括两个模拟电塔，搭设于两个模拟电塔之间的模拟实验导线，在模拟实验导线上通过电磁吸盘悬挂有至少一个模拟覆冰荷载，电磁吸盘连接有控制其通断的控制电路；其特征在于：所述模拟装置设置于试验小屋内，所述试验小屋设置有制冷设备，制冷设备用于模拟实际环境温度，所述试验小屋内还设置有风动设备，风动设备用于模拟自然风；所述试验小屋顶部还设置有下雪设备，该下雪设备用于模拟自然下雪，所述试验小屋内还设置有摄像仪；

所述风动设备设置有风机，风机连接有风管，所述风管为软管；所述风管的出口的两侧通过两个升降支架支撑，出口通过螺栓组件安装在升降支架的顶端，松动螺栓组件，出口能够上下旋转，然后再紧固螺栓组件，用于模拟上风、下风以及水平风，所述风管的出口正对模拟实验导线；

所述下雪设备包括容雪槽，容雪槽设置在试验小屋的顶部，容雪槽的底部固定设置下筛网，下筛网的底部平行间隔设置有下挡板，下筛网的上方滑动设置有上筛网，上筛网滑动设置在容雪槽的底部，上筛网的上表面平行间隔设置有上挡板，上筛网连接有曲柄连杆机构，曲柄连杆机构连接有驱动电机；

下挡板和上挡板的宽度尺寸相同，下挡板之间的间隔距离以及上挡板之间的间隔距离与下挡板的宽度相等；曲柄连杆机构的曲柄还连接有手摇柄。

通过上述的结构设置，模拟装置的模拟电塔、模拟实验导线、模拟覆冰荷载均按实际高压输电线路进行等比例缩小。所述试验小屋设置有制冷设备，由于模拟实验导线在低温下其强度、性能均发生变化，通过制冷设备模拟实际环境温度，使模拟实验导线的导线跳跃位移曲线和实际的工况温度相吻合。由于制冷设备可以采用冷库的制冷设备，其结构不再详细叙述。

由于实际高压输电线路设置在高山上，并且高压电塔的高度很高，在脱冰的过程中往往伴随着风吹和雨雪，风吹会导致高压输电线路的跳跃位移曲线和张力变化曲线出现大幅度变化，影响脱冰，因此，本发明的试验小屋内还设置有风动设备用于模拟自然风，由于自然风的风向有可能从上方吹来，也有可能从下方吹来，还有可能吹来的风和高压输电线路平行；所述风管的出口的两侧通过两个升降支架支撑，出口的两侧通过螺栓组件安装在两个升降支架的顶端，将升降支架上升到模拟实验导线上方，松动螺栓组件，出口向下旋转并对准模拟实验导线，然后紧固螺栓组件，用于模拟上风；将升降支架下降到模拟实验导线下方，松动螺栓组件，将出口向上旋转并对准模拟实验导线，然后紧固螺栓组件，用于模拟下风；将升降支架上升到模拟实验导线的水平方向，松动螺栓组件，将出口对准模拟实验导线，然后紧固螺栓组件，用于模拟水平风；通过在上述上风、下风、以及水平风的工况下，通过控制电路控制电磁吸盘通断电，控制模拟覆冰荷载脱落；同时在两根模拟实验导线之间施加模拟额定电压，用摄像机拍摄模拟实验导线的跳跃位移曲线。其中升降支架包括伸缩杆以及锁紧螺钉，其结构不再详细叙述。同时使用精度达到纳米级别的高速的DIC-3D摄像仪准确测量脱冰跳跃过程中位移的变化来反映输电线路脱冰振动响应。

在模拟实验导线脱冰跳跃的过程中，还伴随着下雪，下雪会导致两根模拟实验导线之间的放电距离缩短，极易造成两根模拟实验导线之间出现放电闪络。高压输电线路的闪络极易造成高压断路器跳闸，导致高压输电线路故障。

本发明通过在试验小屋的顶部设置容雪槽，容雪槽的底部固定设置下筛网，下筛网的底部平行间隔设置有下挡板，上筛网的上表面平行间隔设置有上挡板，通过手摇柄推动上筛网滑动，使上挡板恰好位于下挡板之间，使容雪槽的底部形成一个封闭的底部，通过人工将造雪机制成的雪末放入容雪槽中；

开动固定在试验小屋的顶部的驱动电机，驱动电机通过曲柄连杆机构驱动上筛网左右滑动，上挡板和下挡板一会封闭容雪槽的底部，一会打开容雪槽的底部，雪末通过上筛网、下筛网的孔洞一阵一阵的落下，模拟实际的下雪工况，在下雪工况中通过控制电路控制电磁吸盘通断电，控制模拟覆冰荷载脱落；同时在两根模拟实验导线之间施加模拟额定电压，用摄像机拍摄模拟实验导线的跳跃位移曲线。同时在模拟实验导线之间施加模拟实验电压，通过摄像机观察模拟实验导线之间的放电闪络。

所述风机设置有圆筒状的壳体，壳体的前端设置有出气口，出气口与风管连接，壳体内滑动设置有活塞，活塞的后侧设置有顶杆，活塞的前侧经推力弹簧连接壳体的前端内壁；

所述风机连接有驱动机构，所述驱动机构包括风动电机，所述风动电机连接有调速电路，所述风动电机的输出轴固连有驱动杆，所述驱动杆滑动套有匀速轮廓线凸轮、等加速等减速轮廓线凸轮以及余弦轮廓线凸轮；滑动匀速轮廓线凸轮、等加速等减速轮廓线凸轮以及余弦轮廓线凸轮，分别能够与顶杆抵接，匀速轮廓线凸轮、等加速等减速轮廓线凸轮以及余弦轮廓线凸轮与驱动杆通过紧定螺钉固连。

由于自然风有可能是匀速风，有可能是变速风，并且风速的大小不等，通过上述的结构设置，所述风动电机的输出轴固连有驱动杆，所述驱动杆滑动套有匀速轮廓线凸轮、等加速等减速轮廓线凸轮以及余弦轮廓线凸轮；上述三种凸轮松动紧定螺钉后，可以分别单独与顶杆抵接；然后通过紧定螺钉将凸轮固定，上述三种凸轮经顶杆分别推动活塞做匀速运动、等加速等减速运动以及余弦速度运动，即可通过风管吹出匀速风、等加速等减速风以及余弦速度风；推力弹簧推动活塞向后作回复运动，使顶杆的外端与匀速轮廓线凸轮、等加速等减速轮廓线凸轮以及余弦轮廓线凸轮三者之一抵接，

所述风动电机为交流电机，所述调速电路可采用变频调速器。通过变频调速器调节风动电机的速度，即可以模拟不同速度的风，如有必要，在出口设置风速传感器，用于检测实际的风速。

所述模拟实验导线为三根，试验小屋内还设置有升压设备，该升压设备用于给模拟实验导线施加模拟额定电压，所述升压设备包括蓄电池，蓄电池连接有逆变器，逆变器通过输电线连接有调压器，调压器连接有升压变压器，在输电线上串有断路器；

中间的模拟实验导线高于两侧的模拟实验导线，

其中一个模拟电塔的上方设置有支承杆，支承杆上横向上设置有支承板，支承板的一端固定设置有第一绝缘杆，支承板的另一端滑动设置有第二绝缘杆，第一绝缘杆和第二绝缘杆位于中间一根模拟实验导线的两侧并与中间一根模拟实验导线平行，还包括放电杆，放电杆的一端与第一绝缘杆铰接，放电杆的另一端放在第二绝缘杆上，第二绝缘杆的外端穿出支承板连接有端头，所述端头的外侧设置有电磁铁，电磁铁也固定在支承板上，电磁铁通电吸引端头，使第二绝缘杆向外滑出，使放电杆的另一端从第二绝缘杆上滑落；放电杆的另一端滑落掉在中间一根模拟实验导线上；

升压变压器的输出地线端与两侧的一根模拟实验导线连接，升压变压器的输出火线端或者与中间一根模拟实验导线连接，或者与放电杆连接。

通过上述的结构设置，试验小屋内还设置有升压设备，该升压设备用于给模拟实验导线施加模拟额定电压，通过蓄电池给升压设备供电，防止实验时，影响其它设备的正常供电，并且将蓄电池的直流电压经逆变器逆变，通过升压变压器升高到模拟额定电压，升压变压器的输出地线端与两侧的一根模拟实验导线连接，升压变压器的输出火线端与中间一根模拟实验导线连接，采用高电压、弱电流模拟额定电压，相比来说实验更安全一些，在输电线上串有断路器；当两根模拟实验导线出现高压闪络时，输电线的电流急剧增加，断路器过流自动断开，实现自动分闸。

通过控制电路控制电磁吸盘通断电，控制模拟覆冰荷载脱落；同时在两根模拟实验导线之间施加模拟额定电压，用摄像机拍摄模拟实验导线的跳跃位移曲线。同时通过摄像机观察模拟实验导线之间的放电闪络。

逆变器经过调压器与升压变压器的两个输入端相连，调压器调节升压变压器的输入电压。

高压输电线路在实际使用过程中有可能遭雷击，升压变压器的输出地线端与两侧的一根模拟实验导线连接，升压变压器的输出火线端与放电杆连接用于模拟突然遭受的雷击，当电磁铁通电吸引端头时，使第二绝缘杆向外滑出，使放电杆的另一端从第二绝缘杆上滑落；放电杆的另一端滑落掉在中间一根模拟实验导线上；在中间一根模拟实验导线和两侧的一根模拟实验导线之间模拟雷击，控制模拟覆冰荷载脱落；通过摄像机观察模拟实验导线之间的放电闪络。

有益效果:本发明提供了模拟覆冰荷载脱落的实验装置；该实验装置的模拟装置用于模拟实际的高压输电线路的脱冰过程，该实验装置设置于试验小屋内，该试验小屋用于模拟高压输电线路在实际使用过程中所遇到的温度、风吹以及下雪的实际工况，通过高速摄像机拍摄记录模拟实验导线的舞动轨迹，为高压输电线路的设计提供参考。

附图说明

图1为本发明的结构图；图2为图1的左视图；

图3为电磁吸盘和模拟覆冰荷载的结构图；

图4为防振锤的结构图；图5为下雪设备的结构图；

图6为图5的A-A剖视图；图7为驱动机构的结构图；

图8为升压设备的结构图；

图9为图1的B向视图；图10为电磁吸盘的控制电路图；

图11为顺序脱落控制电路的电路图；

图12为中间到两边脱落控制电路的电路图。

图13为两个模拟电塔不同倾角高差下脱冰跳跃位移图。

图14为不同脱冰速度下脱冰跳跃位移图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-图14所示，一种模拟覆冰荷载脱落的实验装置，设置有模拟装置，所述模拟装置包括两个模拟电塔1，搭设于两个模拟电塔1之间的模拟实验导线2，在模拟实验导线2上通过电磁吸盘3悬挂有至少一个模拟覆冰荷载4，电磁吸盘3连接有控制其通断的控制电路；所述模拟装置设置于试验小屋5内，所述试验小屋5设置有制冷设备6，制冷设备6用于模拟实际环境温度，所述试验小屋5内还设置有风动设备7，风动设备7用于模拟自然风；所述试验小屋5顶部还设置有下雪设备8，该下雪设备8用于模拟自然下雪，所述试验小屋5内还设置有摄像仪9；

如图1和图2所示，风动设备7设置有风机71，风机71连接有风管72，所述风管72为软管；所述风管72的出口721的两侧通过两个升降支架73支撑，出口721通过螺栓组件722安装在升降支架73的顶端，松动螺栓组件722，出口721能够上下旋转，然后再紧固螺栓组件722，用于模拟上风、下风以及水平风，所述风管72的出口721正对模拟实验导线2；

所述下雪设备8包括容雪槽81，容雪槽81设置在试验小屋5的顶部，容雪槽81的底部固定设置下筛网82，下筛网82的底部平行间隔设置有下挡板83，下筛网82的上方滑动设置有上筛网84，上筛网84滑动设置在容雪槽81的底部，上筛网84的上表面平行间隔设置有上挡板85，上筛网84连接有曲柄连杆机构86，曲柄连杆机构86连接有驱动电机87；

下挡板83和上挡板85的宽度尺寸相同，下挡板83之间的间隔距离以及上挡板85之间的间隔距离与下挡板83的宽度相等；曲柄连杆机构86的曲柄还连接有手摇柄861。

通过上述的结构设置，模拟装置的模拟电塔1、模拟实验导线2、模拟覆冰荷载4均按实际高压输电线路进行等比例缩小。所述试验小屋5设置有制冷设备6，由于模拟实验导线2在低温下其强度、性能均发生变化，通过制冷设备6模拟实际环境温度，使模拟实验导线2的导线跳跃位移曲线和实际的工况温度相吻合。由于制冷设备6可以采用冷库的制冷设备，其结构不再详细叙述。

由于实际高压输电线路设置在高山上，并且高压电塔的高度很高，在脱冰的过程中往往伴随着风吹和雨雪，风吹会导致高压输电线路的跳跃位移曲线和张力变化曲线出现大幅度变化，影响脱冰，因此，本发明的试验小屋5内还设置有风动设备7用于模拟自然风，由于自然风的风向有可能从上方吹来，也有可能从下方吹来，还有可能吹来的风和高压输电线路平行；所述风管72的出口721的两侧通过两个升降支架73支撑，出口721的两侧通过螺栓组件722安装在两个升降支架73的顶端，将升降支架73上升到模拟实验导线2上方，松动螺栓组件722，出口721向下旋转并对准模拟实验导线2，然后紧固螺栓组件722，用于模拟上风；将升降支架73下降到模拟实验导线2下方，松动螺栓组件722，将出口721向上旋转并对准模拟实验导线2，然后紧固螺栓组件722，用于模拟下风；将升降支架73上升到模拟实验导线2的水平方向，松动螺栓组件722，将出口721对准模拟实验导线2，然后紧固螺栓组件722，用于模拟水平风；通过在上述上风、下风、以及水平风的工况下，通过控制电路控制电磁吸盘3通断电，控制模拟覆冰荷载4脱落；同时在两根模拟实验导线2之间施加模拟额定电压，用摄像机9拍摄模拟实验导线2的跳跃位移曲线。其中升降支架73包括伸缩杆以及锁紧螺钉，其结构不再详细叙述。同时使用精度达到纳米级别的高速的DIC-3D摄像仪9准确测量脱冰跳跃过程中位移的变化来反映输电线路脱冰振动响应。

跳跃位移采用DIC-3D高速摄像仪9进行采集，它是一个可以通过非接触方式进行光学三维变型测量，主要用于分析，计算和记录变形，DIC-3D系统提供的包括数据，图表和云图等测量结果，能够直观清晰的反应被测物体的变形行为，为用户提供方便，测量精度达到了纳米级别，所以，测量设备采用DIC-3D提高了实验的精度。

所述摄像仪9为两只，如图2所示，其中一只位于模拟实验导线2的一侧，用于测量模拟实验导线2脱冰时上下跳跃位移轨迹，如图1所示，另一只位于模拟实验导线2的上方，用于测量测量模拟实验导线2向两侧摆动的位移轨迹。

在模拟实验导线2脱冰跳跃的过程中，还伴随着下雪，下雪会导致两根模拟实验导线2之间的放电距离缩短，极易造成两根模拟实验导线2之间出现放电闪络。高压输电线路的闪络极易造成高压断路器跳闸，导致高压输电线路故障。

本发明通过在试验小屋5的顶部设置容雪槽81，容雪槽81的底部固定设置下筛网82，下筛网82的底部平行间隔设置有下挡板83，上筛网84的上表面平行间隔设置有上挡板85，通过手摇柄861推动上筛网84滑动，使上挡板85恰好位于下挡板83之间，使容雪槽81的底部形成一个封闭的底部，通过人工将造雪机制成的雪末放入容雪槽81中；上挡板85和下挡板83尺寸相同，间隔距离也等于上挡板85和下挡板83的宽度；

开动固定在试验小屋5的顶部的驱动电机87，驱动电机87通过曲柄连杆机构86驱动上筛网84左右滑动，上挡板85和下挡板83一会封闭容雪槽81的底部，一会打开容雪槽81的底部，雪末通过上筛网84、下筛网82的孔洞一阵一阵的落下，模拟实际的下雪工况，在下雪工况中通过控制电路控制电磁吸盘3通断电，控制模拟覆冰荷载4脱落；同时在两根模拟实验导线2之间施加模拟额定电压，用摄像机9拍摄模拟实验导线2的跳跃位移曲线。同时在模拟实验导线2之间施加模拟实验电压，通过摄像机9观察模拟实验导线2之间的放电闪络。

如图2所示，所述风机71设置有圆筒状的壳体711，壳体711的前端设置有出气口712，出气口712与风管72连接，壳体711内滑动设置有活塞713，活塞713的后侧设置有顶杆714，活塞713的前侧经推力弹簧715连接壳体711的前端内壁；

再结合图7所示，所述风机71连接有驱动机构74，所述驱动机构74包括风动电机741，所述风动电机741连接有调速电路，所述风动电机741的输出轴固连有驱动杆742，所述驱动杆742滑动套有匀速轮廓线凸轮743、等加速等减速轮廓线凸轮744以及余弦轮廓线凸轮745；滑动匀速轮廓线凸轮743、等加速等减速轮廓线凸轮744以及余弦轮廓线凸轮745，分别能够与顶杆714抵接，匀速轮廓线凸轮743、等加速等减速轮廓线凸轮744以及余弦轮廓线凸轮745与驱动杆742通过沉头紧定螺钉固连。

通过上述的结构设置，所述风动电机741的输出轴固连有驱动杆742，所述驱动杆742滑动套有匀速轮廓线凸轮743、等加速等减速轮廓线凸轮744以及余弦轮廓线凸轮745；上述三种凸轮松动紧定螺钉后，可以分别与顶杆714抵接；然后通过沉头紧定螺钉将凸轮固定，上述三种凸轮经顶杆714推动活塞713分别做匀速运动、等加速等减速运动、以及余弦速度运动，即可通过风管72吹出匀速风、等加速等减速风以及余弦速度风；推力弹簧715推动活塞713向后作回复运动，使顶杆714的外端与匀速轮廓线凸轮743、等加速等减速轮廓线凸轮744以及余弦轮廓线凸轮745三者之一抵接，

所述风动电机741为交流电机，所述调速电路可采用变频调速器。通过变频调速器调节风动电机741的速度，即可以模拟不同速度的风，如有必要，在出口721设置风速传感器，用于检测实际的风速。

如图1和图8所示，所述模拟实验导线2为三根，试验小屋5内还设置有升压设备10，该升压设备10用于给模拟实验导线2施加模拟额定电压，所述升压设备10包括蓄电池101，蓄电池101连接有逆变器102，逆变器102通过输电线连接有调压器103，调压器103连接有升压变压器104，在输电线上串有断路器105；

中间的模拟实验导线2高于两侧的模拟实验导线2；

如图1、图2和图9所示，其中一个模拟电塔1的上方设置有支承杆106，支承杆106上横向上设置有支承板107，支承板107的一端固定设置有第一绝缘杆108，支承板107的另一端滑动设置有第二绝缘杆109，第一绝缘杆108和第二绝缘杆109位于中间一根模拟实验导线2的两侧并与中间一根模拟实验导线2平行，还包括放电杆110，放电杆110的一端与第一绝缘杆108铰接，放电杆110的另一端放在第二绝缘杆109上，第二绝缘杆109的外端穿出支承板107连接有端头1091，所述端头1091的外侧设置有电磁铁1092，电磁铁1092也固定在支承板107上，电磁铁1092通电吸引端头1091，使第二绝缘杆109向外滑出，使放电杆110的另一端从第二绝缘杆109上滑落；放电杆110的另一端滑落掉在中间一根模拟实验导线2上；

升压变压器104的输出地线端与两侧的一根模拟实验导线2连接，升压变压器104的输出火线端或者与中间一根模拟实验导线2连接，或者与放电杆110连接。

通过上述的结构设置，试验小屋5内还设置有升压设备10，该升压设备10用于给模拟实验导线2施加模拟额定电压，通过蓄电池101给升压设备10供电，防止实验时，影响其它设备的正常供电，并且将蓄电池101的直流电压经逆变器102逆变，通过调压器调节升压变压器104输入端电压，升压变压器104升高到模拟额定电压，升压变压器104的输出地线端与两侧的一根模拟实验导线2连接，升压变压器104的输出火线端与中间一根模拟实验导线2连接，采用高电压、弱电流模拟额定电压，相比来说实验更安全一些，在输电线上串有断路器105；当两根模拟实验导线2出现高压闪络时，输电线的电流急剧增加，断路器105过流自动断开，实现自动分闸；该断路器105的过流限值较小；通过控制电路控制电磁吸盘3通断电，控制模拟覆冰荷载4脱落；同时在两根模拟实验导线2之间施加模拟额定电压，用摄像机9拍摄模拟实验导线2的跳跃位移曲线。同时通过摄像机9观察模拟实验导线2之间的放电闪络。

高压输电线路在实际使用过程中有可能遭雷击，升压变压器104的输出地线端与两侧的一根模拟实验导线2连接，升压变压器104的输出火线端与放电杆110连接用于模拟突然遭受的雷击，当电磁铁1092通电吸引端头1091时，使第二绝缘杆109向外滑出，使放电杆110的另一端从第二绝缘杆109上滑落；放电杆110的另一端滑落掉在中间一根模拟实验导线2上；在中间一根模拟实验导线2和两侧的一根模拟实验导线2之间模拟雷击，控制模拟覆冰荷载4脱落；通过摄像机9观察模拟实验导线2之间的放电闪络。

所述试验小屋5包括内部的绝热材料层5a、中部的金属屏蔽网5b以及外部的强化层5c，金属屏蔽网5b接地；所述强化层5c由水泥材料制成。绝热材料层5a便于制冷设备6制冷，金属屏蔽网5b接地；防止升压设备10给模拟实验导线2施加高电压时影响实验人员的安全，实验人员均位于试验小屋5之外。

如图1和图2所示，所述模拟电塔1包括竖直升降杆11，竖直升降杆11包括套管111、滑杆112，套管111的底端与试验小屋5的底部固连，滑杆112的下端滑动穿设在套管111中，滑杆112通过第二紧定螺钉固定在套管111上，滑杆112上套有滑套113，滑套113通过第三紧定螺钉固定在滑杆112上，滑套113上对称设置有两个水平伸缩杆114，所述模拟实验导线2为三根，中间的一根模拟实验导线2的两端通过绝缘子21与滑杆112的顶部固连；两侧的模拟实验导线2的两端通过绝缘子21与水平伸缩杆114的顶部固连，竖直升降杆11使模拟实验导线2两端呈现高差，所述模拟实验导线2上还设置有防振锤22。支承杆106固定在滑杆112的顶端。

竖直升降杆11用于调节两个模拟电塔1的高差，当两个模拟电塔1的高差不同，从左到右脱落和从右到左脱落时，跳跃位移曲线是不同的，并且实际的高压输电线路两个高压电塔的高度很可能出现高差，上述设置更符合实际的工况，滑套113通过第三紧定螺钉固定在滑杆112上，用于调节中间一根模拟实验导线2和两侧的两根模拟实验导线2之间的高差，滑套113上对称设置有两个水平伸缩杆114，水平伸缩杆114用于调节两侧的两根模拟实验导线2之间的距离。绝缘子21在模拟实验导线2和模拟电塔1之间起到高压绝缘作用，同时也更符合实际的工况，防振锤22能显著降低高压输电线路实际脱冰的振动，使模拟过程更符合实际的工况。

所述电磁吸盘3包括第三绝缘杆31，第三绝缘杆31的上端固定在模拟实验导线2上，第三绝缘杆31下端连接有电磁铁32，第三绝缘杆31上还固套有至少一个绝缘伞33，模拟覆冰荷载4由硅钢材料制成，模拟覆冰荷载4包括串接螺杆41和至少一个砝码42，砝码42的中心设置有与串接螺杆41配合的螺孔，砝码42通过串接螺杆41串接在一起；通过电磁铁32的吸力吸附在电磁铁32上；

所述防振锤22包括挂杆221，挂杆221的上端挂在模拟实验导线2上，挂杆221的下端设置有螺孔，螺孔中穿设有连接螺杆222，连接螺杆222上套有至少一个螺母223。挂杆221的上端设置有挂孔通过粘接或螺钉连接等方式固定在模拟实验导线2上。第三绝缘杆31的上端设置有挂孔通过粘接或螺钉连接等方式固定在模拟实验导线2上。

第三绝缘杆31和绝缘伞33使模拟实验导线2与电磁铁32绝缘隔离，避免在进行高压实验时，模拟实验导线2的高压连接到电磁铁32影响安全。多个砝码42通过串接螺杆41串联，可以通过砝码42数量调节模拟覆冰荷载4的重量，其中防振锤22由多个螺母223通过连接螺杆222串联，通过控制螺母223的数量可以调节防振锤22的质量，以模拟不同重量的防振锤22，观察减振效果。

所述控制电路为顺序脱落控制电路；所述电磁吸盘3为N个；所述顺序脱落控制电路包括N个接触器，N个接触器与N个电磁吸盘3一一对应控制其通断电；N个接触器实际控制N个电磁铁32通断电。

所述顺序脱落控制电路包括停止按钮SB₁，停止按钮SB₁的一端经熔断器FU₁连接电源，停止按钮SB₁的另一端连接启动按钮SB₂的一端，启动按钮SB₂的另一端经第一继电器的线圈KJ_1-1接地；启动按钮SB₂还并接联有第一继电器的常开开关KJ_1-2，第一继电器的线圈KJ_1-1并联有时间继电器的线圈KT_1-1；停止按钮SB₁的另一端连接时间继电器的常开开关KT_1-2的一端，时间继电器的常开开关KT_1-2的另一端连接第二继电器的线圈KJ_2-1的一端，第二继电器的线圈KJ_2-1的另一端接地；停止按钮SB₁的另一端连接时间继电器的常闭开关KT_1-3的一端，时间继电器的常闭开关KT1-3的另一端连接第三继电器的线圈KJ_3-1的一端，第三继电器的线圈KJ_3-1的另一端接地；

第一个接触器的线圈KM_1-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接停止按钮SB₁的另一端；第二继电器的常开开关KJ_2-2并联有第一个接触器的常开开关KM_1-2，第一个接触器的线圈KM_1-1的第二端接地；

第二个接触器的线圈KM_2-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第一个接触器的线圈KM_1-1的第一端；第二个接触器的线圈KM_2-1的第一端经第二个接触器的常开开关KM_2-2连接停止按钮SB₁的另一端，第二个接触器的线圈KM_2-1的第二端接地；

第三个接触器的线圈KM_3-1的一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接第二个接触器的线圈KM_2-1的第一端；第三个接触器的线圈KM_3-1的第一端经第三个接触器的常开开关KM_3-2连接停止按钮SB₁的另一端，第三个接触器的线圈KM_3-1的另一端接地；

以此类推；如果N为偶数，第N个接触器的线圈KM_N-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第N-1个接触器的线圈KM_N-1-1的第一端；

如果N为奇数，第N接触器的线圈KM_N-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接第N-1个接触器的线圈KM_N-1-1的第一端；如果N＝10，那么KM_N-1-1即为KM_9-1。第N个接触器的线圈KM_N-1的第一端经第N个接触器的常开开关KM_N-2连接停止按钮SB1的另一端，第N个接触器的线圈KM_N-1的另一端接地；

第一个电磁吸盘3用M₁表示，第一个电磁吸盘3的一端经第一个接触器的常闭开关KM_1-3连接电源，第一个电磁吸盘3的另一端接地；第二电磁吸盘3用M₂表示，第二电磁吸盘3的一端经第二个接触器的常闭开关KM_2-3连接电源，第二个电磁吸盘3M₂的另一端接地；

以此类推；第N个电磁吸盘3用M_N表示，第N个电磁吸盘3的一端经第N个接触器的常闭开关KM_N-3连接电源，第N个电磁吸盘3M_N的另一端接地。

所述时间继电器采用DH48S-S数显时间继电器，设置有常开开关KT_1-2、常闭开关KT_1-3，常开开关KT_1-2、常闭开关KT_1-3轮流闭合，可以通过DH48S-S数显时间继电器的设置键设置常开开关KT_1-2、常闭开关KT_1-3开闭时间，比如1秒、2秒，从而控制模拟覆冰荷载4的脱落速度即脱冰速度，通过上述的顺序脱落控制电路结构，按下启动按钮SB₂后，第一继电器的线圈KJ_1-1通电，第一继电器的常开开关KJ_1-2闭合自锁，DH48S-S数显时间继电器通电，常开开关KT_1-2、常闭开关KT_1-3轮流闭合断开，常开开关KT_1-2闭合时，第二继电器的线圈KJ_2-1通电，第二继电器的常开开关KJ_2-2闭合，反之，第二继电器的线圈KJ_2-1断电，第二继电器的常开开关KJ_2-2断开；常闭开关KT_1-3闭合时，第三继电器的线圈KJ_3-1通电，第三继电器的常开开关KJ_3-2闭合，反之，第三继电器的线圈KJ_3-1断电，第三继电器的常开开关KJ_3-2断开；

通过上述的结构设置，可以使第一个电磁吸盘3至第N个电磁吸盘3依次断电，实现顺序脱落控制。按下停止按钮SB1所有继电器、接触器的线圈全部断电，电路复位。上述电路结构简单，比用单片机以及PLC控制器相比，结构简单，成本低廉。调节模拟覆冰荷载4的脱落速度容易。

如图10、图11所示，所述N为10，第一接触器的线圈KM_1-1至第十接触器的线圈KM_10-1依次通电，脱落顺序为电磁吸盘M₁-电磁吸盘M₁₀，顺序断开脱落。所述控制电路为中间向两边脱落控制电路；所述电磁吸盘3为N个；N为偶数；所述中间向两边脱落控制电路包括N个接触器，N个接触器与N个电磁吸盘3一一对应控制其通断电；N个接触器实际控制N个电磁铁32通断电。

所述中间向两边脱落控制电路包括停止按钮SB₁，停止按钮SB₁的一端经熔断器FU₁连接电源，停止按钮SB₁的另一端连接启动按钮SB₂的一端，启动按钮SB₂的另一端经第一继电器的线圈KJ_1-1接地；启动按钮SB₂还并接联有第一继电器的常开开关KJ_1-2，第一继电器的线圈KJ_1-1并联有时间继电器的线圈KT_1-1；

停止按钮SB₁的另一端连接时间继电器的常开开关KT_1-2的一端，时间继电器的常开开关KT_1-2的另一端连接第二继电器的线圈KJ_2-1的一端，第二继电器的线圈KJ_2-1的另一端接地；停止按钮SB₁的另一端连接时间继电器的常闭开关KT_1-3的一端，时间继电器的常闭开关KT_1-3的另一端连接第三继电器的线圈KJ_3-1的一端，第三继电器的线圈KJ_3-1的另一端接地；

第N/2个接触器的线圈KM_N/2-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接停止按钮SB₁的另一端；第二继电器的常开开关KJ_2-2并联有第N/2个接触器的常开开关KM_N/2-2，第N/2个接触器的线圈KM_N/2-1的第二端接地；

第N/2-1接触器的线圈KM_N/2-1-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第N/2个接触器的线圈KM_N/2-1的第一端；第N/2-1个接触器线圈KM_N/2-1-1的第一端还经第N/2-1个接触器的常开开关KM_N/2-1-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2-1个接触器的线圈KM_N/2-1-1的第二端接地；

第N/2-2个接触器的线圈KM_N/2-2-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接第N/2-1个接触器的线圈KM_N/2-1-1的第一端；第N/2-2个接触器的线圈KM_N/2-1-1的第一端还经第N/2-2个接触器的常开开关KM_N/2-2-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2-2个接触器的线圈KM_N/2-2-1的第二端接地；

以此类推；第N/2-3接触器的线圈KM_N/2-3-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第N/2-2个接触器的线圈KM_N/2-2的第一端；第N/2-3个接触器线圈KM_N/2-3-1的第一端还经第N/2-3个接触器的常开开关KM_N/2-3-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2-3个接触器的线圈KM_N/2-3-1的第二端接地；

第N/2-4个接触器的线圈KM_N/2-4-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接第N/2-3个接触器的线圈KM_N/2-3-1的第一端；第N/2-4个接触器的线圈KM_N/2-4-1的第一端还经第N/2-4个接触器的常开开关KM_N/2-4-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2-4个接触器的线圈KM_N/2-4-1的第二端接地；

第N/2+1个接触器的线圈KMN/2+1-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接停止按钮SB₁的另一端；第二继电器的常开开关KJ_2-2并联有第N/2+1个接触器的常开开关KMN/2+1-2，第N/2+1个接触器的线圈KMN/2+1-1的另一端接地；第N/2+2个接触器的线圈KM_N/2+2-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第N/2+1个接触器的线圈KM_N/2+1-1的第一端，第N/2+2个接触器的线圈KM_N/2+2-1的第一端还经第N/2+2个接触器的常开开关KM_N/2+2-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2+2个接触器的线圈KM_N/2+2-1的第二端接地；

第N/2+3个接触器的线圈KM_N/2+3-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ2-2连接第N/2+2个接触器的线圈KM_N/2+2-1的第一端，第N/2+3个接触器的线圈KM_N/2+3-1的第一端还经第N/2+3个接触器的常开开关KM_N/2+3-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2+3个接触器的线圈KM_N/2+3-1的第二端接地；

以此类推；第N/2+4个接触器的线圈KM_N/2+4-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第N/2+3个接触器的线圈KM_N/2+3-1的第一端，第N/2+4个接触器的线圈KM_N/2+4-1的第一端还经第N/2+4个接触器的常开开关KM_N/2+4-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2+4个接触器的线圈KM_N/2+4-1的第二端接地；

第N/2+5个接触器的线圈KM_N/2+5-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ2-2连接第N/2+4个接触器的线圈KM_N/2+4-1的第一端，第N/2+5个接触器的线圈KM_N/2+5-1的第一端还经第N/2+5个接触器的常开开关KM_N/2+5-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2+5个接触器的线圈KM_N/2+5-1的第二端接地；

第一个电磁吸盘3M₁的一端经第一个接触器的常闭开关KM_1-3连接电源，第一个电磁吸盘3的另一端接地；第二电磁吸盘3M₂的一端经第二个接触器的常闭开关KM_2-3连接电源，第二个电磁吸盘3M₂的另一端接地；

以此类推；第N个电磁吸盘3M_N的一端经第N个接触器的常闭开关KM_N-3连接电源，第N个电磁吸盘3M_N的另一端接地。

所述时间继电器采用DH48S-S数显时间继电器，设置有常开开关KT_1-2、常闭开关KT_1-3，常开开关KT_1-2、常闭开关KT_1-3轮流闭合，可以通过DH48S-S数显时间继电器的设置键设置常开开关KT_1-2、常闭开关KT_1-3开闭时间，比如1秒、2秒，从而控制模拟覆冰荷载4的脱落速度即脱冰速度，通过上述的从中间到两边脱落控制电路结构，按下启动按钮SB₂后，第一继电器的线圈KJ_1-1通电，第一继电器的常开开关KJ_1-2闭合自锁，DH48S-S数显时间继电器通电，常开开关KT_1-2、常闭开关KT_1-3轮流闭合断开，常开开关KT_1-2闭合时，第二继电器的线圈KJ_2-1通电，第二继电器的常开开关KJ_2-2闭合，反之，第二继电器的线圈KJ_2-1断电，第二继电器的常开开关KJ_2-2断开；常闭开关KT_1-3闭合时，第三继电器的线圈KJ_3-1通电，第三继电器的常开开关KJ_3-2闭合，反之，第三继电器的线圈KJ_3-1断电，第三继电器的常开开关KJ_3-2断开；

通过上述的结构设置，可以使N个电磁吸盘3从中间向两侧依次断电，实现从中间到两边脱落控制。

如图12、图10所示，所述N为10，脱落顺序为M5-M1，M6-M10，从中间向两边脱落。如图10所示，为电磁吸盘的控制电路图，其中顺序脱落控制电路和中间向两边脱落控制电路的电磁吸盘的控制电路图是相同的。

按下停止按钮SB1所有继电器、接触器的线圈全部断电。

经验证明，瞬时脱冰在不同脱冰速度为最不利情况，随着脱冰速度的降低，脱冰跳跃最大高度降低，脱冰跳跃最大高度跟瞬时脱冰跳跃高度相比最终趋于降低50％左右。在有减振装置防振锤22情况下，脱冰减振效果更加明显。

从中间到两边脱冰方式为最不利情况，它们比从一端到另一端的脱冰方式的脱冰跳跃最大高度增大了40％。

图13为两个模拟电塔不同倾角高差下脱冰跳跃位移图。图14为不同脱冰速度下脱冰跳跃位移图，从该图可以看出，脱冰速度越快，脱冰跳跃位移越大，本实施例采用通过DH48S-S数显时间继电器的设置键设置常开开关KT_1-2、常闭开关KT_1-3开闭时间，模拟模拟覆冰荷载4的脱落速度即脱冰速度。从图13可以看出，脱冰跳跃最大高度随着两个模拟电塔1不同倾斜角高差的增大在非线性增加，这就给我们实际工况中设计不同高差输电线路提供了理论支撑，要充分考虑这个因素，做好防振减振措施，避免不必要的事故发生，结束。

Claims (8)

1.一种模拟覆冰荷载脱落的实验装置，设置有模拟装置，所述模拟装置包括两个模拟电塔(1)，搭设于两个模拟电塔(1)之间的模拟实验导线(2)，在模拟实验导线(2)上通过电磁吸盘(3)悬挂有至少一个模拟覆冰荷载(4)，电磁吸盘(3)连接有控制其通断的控制电路；其特征在于：所述模拟装置设置于试验小屋(5)内，所述试验小屋(5)设置有制冷设备(6)，制冷设备(6)用于模拟实际环境温度，所述试验小屋(5)内还设置有风动设备(7)，风动设备(7)用于模拟自然风；所述试验小屋(5)顶部还设置有下雪设备(8)，该下雪设备(8)用于模拟自然下雪，所述试验小屋(5)内还设置有摄像仪(9)；

所述风动设备(7)设置有风机(71)，风机(71)连接有风管(72)，所述风管(72)为软管；所述风管(72)的出口(721)的两侧通过两个升降支架(73)支撑，出口(721)通过螺栓组件(722)安装在升降支架(73)的顶端，松动螺栓组件(722)，出口(721)能够上下旋转，然后再紧固螺栓组件(722)，用于模拟上风、下风以及水平风，所述风管(72)的出口(721)正对模拟实验导线(2)；

所述下雪设备(8)包括容雪槽(81)，容雪槽(81)设置在试验小屋(5)的顶部，容雪槽(81)的底部固定设置下筛网(82)，下筛网(82)的底部平行间隔设置有下挡板(83)，下筛网(82)的上方滑动设置有上筛网(84)，上筛网(84)滑动设置在容雪槽(81)的底部，上筛网(84)的上表面平行间隔设置有上挡板(85)，上筛网(84)连接有曲柄连杆机构(86)，曲柄连杆机构(86)连接有驱动电机(87)；

下挡板(83)和上挡板(85)的宽度尺寸相同，下挡板(83)之间的间隔距离以及上挡板(85)之间的间隔距离与下挡板(83)的宽度相等；曲柄连杆机构(86)的曲柄还连接有手摇柄(861)。

2.根据权利要求1所述的模拟覆冰荷载脱落的实验装置，其特征在于：所述风机(71)设置有圆筒状的壳体(711)，壳体(711)的前端设置有出气口(712)，出气口(712)与风管(72)连接，壳体(711)内滑动设置有活塞(713)，活塞(713)的后侧设置有顶杆(714)，活塞(713)的前侧经推力弹簧(715)连接壳体(711)的前端内壁；

所述风机(71)连接有驱动机构(74)，所述驱动机构(74)包括风动电机(741)，所述风动电机(741)连接有调速电路，所述风动电机(741)的输出轴固连有驱动杆(742)，所述驱动杆(742)滑动套有匀速轮廓线凸轮(743)、等加速等减速轮廓线凸轮(744)以及余弦轮廓线凸轮(745)；滑动匀速轮廓线凸轮(743)、等加速等减速轮廓线凸轮(744)以及余弦轮廓线凸轮(745)，分别能够与顶杆(714)抵接；匀速轮廓线凸轮(743)、等加速等减速轮廓线凸轮(744)以及余弦轮廓线凸轮(745)与驱动杆(742)通过紧定螺钉固连。

3.根据权利要求1所述的模拟覆冰荷载脱落的实验装置，其特征在于：所述模拟实验导线(2)为三根，试验小屋(5)内还设置有升压设备(10)，该升压设备(10)用于给模拟实验导线(2)施加模拟额定电压，所述升压设备(10)包括蓄电池(101)，蓄电池(101)连接有逆变器(102)，逆变器(102)通过输电线连接有调压器(103)，调压器(103)连接有升压变压器(104)，在输电线上串有断路器(105)；

中间的模拟实验导线(2)高于两侧的模拟实验导线(2)；

其中一个模拟电塔(1)的上方设置有支承杆(106)，支承杆(106)上横向上设置有支承板(107)，支承板(107)的一端固定设置有第一绝缘杆(108)，支承板(107)的另一端滑动设置有第二绝缘杆(109)，第一绝缘杆(108)和第二绝缘杆(109)位于中间一根模拟实验导线(2)的两侧并与中间一根模拟实验导线(2)平行，还包括放电杆(110)，放电杆(110)的一端与第一绝缘杆(108)铰接，放电杆(110)的另一端放在第二绝缘杆(109)上，第二绝缘杆(109)的外端穿出支承板(107)连接有端头(1091)，所述端头(1091)的外侧设置有电磁铁(1092)，电磁铁(1092)也固定在支承板(107)上，电磁铁(1092)通电吸引端头(1091)，使第二绝缘杆(109)向外滑出，使放电杆(110)的另一端从第二绝缘杆(109)上滑落；放电杆(110)的另一端滑落掉在中间一根模拟实验导线(2)上；

升压变压器(104)的输出地线端与两侧的一根模拟实验导线(2)连接，升压变压器(104)的输出火线端或者与中间一根模拟实验导线(2)连接，或者与放电杆(110)连接。

4.根据权利要求1所述的模拟覆冰荷载脱落的实验装置，其特征在于：所述试验小屋(5)包括内部的绝热材料层(5a)、中部的金属屏蔽网(5b)以及外部的强化层(5c)，金属屏蔽网(5b)接地；所述强化层(5c)由水泥材料制成。

5.根据权利要求1所述的模拟覆冰荷载脱落的实验装置，其特征在于：所述模拟电塔(1)包括竖直升降杆(11)，竖直升降杆(11)包括套管(111)、滑杆(112)，套管(111)的底端与试验小屋(5)的底部固连，滑杆(112)的下端滑动穿设在套管(111)中，滑杆(112)通过第二紧定螺钉固定在套管(111)上，滑杆(112)上套有滑套(113)，滑套(113)通过第三紧定螺钉固定在滑杆(112)上，滑套(113)上对称设置有两个水平伸缩杆(114)，所述模拟实验导线(2)为三根，中间的一根模拟实验导线(2)的两端通过绝缘子(21)与滑杆(112)的顶部固连；两侧的模拟实验导线(2)的两端通过绝缘子(21)与水平伸缩杆(114)的顶部固连，竖直升降杆(11)使模拟实验导线(2)两端呈现高差，所述模拟实验导线(2)上还设置有防振锤(22)。

6.根据权利要求5所述的模拟覆冰荷载脱落的实验装置，其特征在于：所述电磁吸盘(3)包括第三绝缘杆(31)，第三绝缘杆(31)的上端固定在模拟实验导线(2)上，第三绝缘杆(31)下端连接有电磁铁(32)，第三绝缘杆(31)上还固套有至少一个绝缘伞(33)，模拟覆冰荷载(4)由硅钢材料制成，模拟覆冰荷载(4)包括串接螺杆(41)和至少一个砝码(42)，砝码(42)的中心设置有与串接螺杆(41)配合的螺孔，砝码(42)通过串接螺杆(41)串接在一起；

所述防振锤(22)包括挂杆(221)，挂杆(221)的上端挂在模拟实验导线(2)上，挂杆(221)的下端设置有螺孔，螺孔穿设有连接螺杆(222)，连接螺杆(222)上套有至少一个螺母(223)。

7.根据权利要求6所述的模拟覆冰荷载脱落的实验装置，其特征在于：所述控制电路为顺序脱落控制电路；

所述电磁吸盘(3)为N个；所述顺序脱落控制电路包括N个接触器，N个接触器与N个电磁吸盘(3)一一对应控制其通断电；

所述顺序脱落控制电路包括停止按钮SB₁，停止按钮SB₁的一端经熔断器FU₁连接电源，停止按钮SB₁的另一端连接启动按钮SB₂的一端，启动按钮SB₂的另一端经第一继电器的线圈KJ_1-1接地；启动按钮SB₂还并接联有第一继电器的常开开关KJ_1-2，第一继电器的线圈KJ_1-1并联有时间继电器的线圈KT_1-1；

停止按钮SB₁的另一端连接时间继电器的常开开关KT_1-2的一端，时间继电器的常开开关KT_1-2的另一端连接第二继电器的线圈KJ_2-1的一端，第二继电器的线圈KJ_2-1的另一端接地；停止按钮SB₁的另一端连接时间继电器的常闭开关KT_1-3的一端，时间继电器的常闭开关KT_1-3的另一端连接第三继电器的线圈KJ_3-1的一端，第三继电器的线圈KJ_3-1的另一端接地；

第一个接触器的线圈KM_1-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接停止按钮SB₁的另一端；第二继电器的常开开关KJ_2-2并联有第一个接触器的常开开关KM_1-2，第一个接触器的线圈KM_1-1的第二端接地；

第二个接触器的线圈KM_2-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第一个接触器的线圈KM_1-1的第一端；第二个接触器的线圈KM_2-1的第一端经第二个接触器的常开开关KM_2-2连接停止按钮SB₁的另一端，第二个接触器的线圈KM_2-1的第二端接地；

第三个接触器的线圈KM_3-1的一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接第二个接触器的线圈KM_2-1的第一端；第三个接触器的线圈KM_3-1的第一端经第三个接触器的常开开关KM_3-2连接停止按钮SB₁的另一端，第三个接触器的线圈KM_3-1的另一端接地；

以此类推；

如果N为偶数，第N个接触器的线圈KM_N-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第N-1个接触器的线圈KM_(N-1)-1的第一端；

如果N为奇数，第N接触器的线圈KM_N-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接第N-1个接触器的线圈KM_(N-1)-1的第一端；

第N个接触器的线圈KM_N-1的第一端经第N个接触器的常开开关KM_N-2连接停止按钮SB1的另一端，第N个接触器的线圈KM_N-1的另一端接地；

第一个电磁吸盘(3)的一端经第一个接触器的常闭开关KM_1-3连接电源，第一个电磁吸盘(3)的另一端接地；第二电磁吸盘(3)的一端经第二个接触器的常闭开关KM_2-3连接电源，第二个电磁吸盘(3)的另一端接地；

以此类推；

第N个电磁吸盘(3)的一端经第N个接触器的常闭开关KM_N-3连接电源，第N个电磁吸盘(3)的另一端接地。

8.根据权利要求1所述的模拟覆冰荷载脱落的实验装置，其特征在于：所述控制电路为中间向两边脱落控制电路；

所述电磁吸盘(3)为N个；N为偶数；所述中间向两边脱落控制电路包括N个接触器，N个接触器与N个电磁吸盘(3)一一对应控制其通断电；

所述中间向两边脱落控制电路包括停止按钮SB₁，停止按钮SB₁的一端经熔断器FU₁连接电源，停止按钮SB₁的另一端连接启动按钮SB₂的一端，启动按钮SB₂的另一端经第一继电器的线圈KJ_1-1接地；启动按钮SB₂还并接联有第一继电器的常开开关KJ_1-2，第一继电器的线圈KJ_1-1并联有时间继电器的线圈KT_1-1；

停止按钮SB₁的另一端连接时间继电器的常开开关KT_1-2的一端，时间继电器的常开开关KT_1-2的另一端连接第二继电器的线圈KJ_2-1的一端，第二继电器的线圈KJ_2-1的另一端接地；停止按钮SB₁的另一端连接时间继电器的常闭开关KT_1-3的一端，时间继电器的常闭开关KT_1-3的另一端连接第三继电器的线圈KJ_3-1的一端，第三继电器的线圈KJ_3-1的另一端接地；

第N/2个接触器的线圈KM_N/2-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接停止按钮SB₁的另一端；第二继电器的常开开关KJ_2-2并联有第N/2个接触器的常开开关KM_N/2-2，第N/2接触器的线圈KM_N/2-1的第二端接地；

第N/2-1接触器的线圈KM_(N/2-1)-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第N/2个接触器的线圈KM_N/2-1的第一端；第N/2-1个接触器线圈KM_(N/2-1)-1的第一端还经第N/2-1个接触器的常开开关KM_(N/2-1)-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2-1个接触器的线圈KM_(N/2-1)-1的第二端接地；

第N/2-2个接触器的线圈KM_(N/2-2)-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接第N/2-1个接触器的线圈KM_(N/2-1)-1的第一端；第N/2-2个接触器的线圈KM_(N/2-1)-1的第一端还经第N/2-2个接触器的常开开关KM_(N/2-2)-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2-2个接触器的线圈KM_(N/2-2)-1的第二端接地；

以此类推；

第N/2+1个接触器的线圈KM_(N/2+1)-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ_2-2连接停止按钮SB₁的另一端；第二继电器的常开开关KJ_2-2并联有第N/2+1个接触器的常开开关KM_(N/2+1)-2，第N/2+1个接触器的线圈KM(N/2+1)-1的另一端接地；

第N/2+2个接触器的线圈KM_(N/2+2)-1的第一端经第三继电器的常开开关KJ_3-2连接第N/2+1个接触器的线圈KM_(N/2+1)-1的第一端，第N/2+2个接触器的线圈KM_(N/2+2)-1的第一端还经第N/2+2个接触器的常开开关KM_(N/2+2)-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2+2个接触器的线圈KM_(N/2+2)-1的第二端接地；

第N/2+3个接触器的线圈KM_(N/2+3)-1的第一端经第二继电器的常开开关KJ2-2连接第N/2+2个接触器的线圈KM_(N/2+2)-1的第一端，第N/2+3个接触器的线圈KM_(N/2+3)-1的第一端还经第N/2+3个接触器的常开开关KM_(N/2+3)-2连接停止按钮SB₁的另一端，第N/2+3个接触器的线圈KM_(N/2+3)-1的第二端接地；

以此类推；

第一个电磁吸盘(3)的一端经第一个接触器的常闭开关KM_1-3连接电源，第一个电磁吸盘(3)的另一端接地；第二电磁吸盘(3)的一端经第二个接触器的常闭开关KM_2-3连接电源，第二个电磁吸盘(3)的另一端接地；

以此类推；

第N个电磁吸盘(3)的一端经第N个接触器的常闭开关KM_N-3连接电源，第N个电磁吸盘(3)的另一端接地。

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