CN110361155A - 一种弧形导线风荷载的风洞测试装置 - Google Patents

一种弧形导线风荷载的风洞测试装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110361155A
CN110361155A CN201910510536.0A CN201910510536A CN110361155A CN 110361155 A CN110361155 A CN 110361155A CN 201910510536 A CN201910510536 A CN 201910510536A CN 110361155 A CN110361155 A CN 110361155A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conducting wire
wind
section
arc conducting
test specimen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910510536.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110361155B (zh
Inventor
沈国辉
包玉南
陈勇
张帅光
李保珩
赵英能
姚剑锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201910510536.0A priority Critical patent/CN110361155B/zh
Publication of CN110361155A publication Critical patent/CN110361155A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110361155B publication Critical patent/CN110361155B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02Wind tunnels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/06Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/06Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
    • G01M9/062Wind tunnel balances; Holding devices combined with measuring arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种弧形导线风荷载的风洞测试装置。在建筑风洞的转盘上设有钢隔板,在钢隔板上装有测力天平,开有正方形槽的木板支撑在转盘上;测试段的正方形铝板安装于测力天平上;左、右补偿段的正方形铝板对称固定在木板上;三段的弧形导线试件在空间上连续,转动风洞转盘,采用测力天平测试不同来流风向角下测试段弧形导线试件,获得弧形导线试件和钢圆杆的阻力、升力系数;拆去左补偿段和右补偿段,进行相同工况的测力试验,获得钢圆杆的阻力、升力系数;将两次测试结果进行相减,即能获得弧形导线试件的阻力、升力系数。采用补偿段考虑试验段导线无限长度气动干扰的边界效应,获得弧形导线的阻力、升力系数,为弧形导线的抗风设计提供依据。

Description

一种弧形导线风荷载的风洞测试装置
技术领域
本发明涉及风洞测力试验装置,尤其是涉及一种弧形导线风荷载的风洞测试装置。
背景技术
为了保障输电导线的抗风安全,需要精确获得输电导线在不同风向角下的风荷载。为了获得输电导线的风荷载,通常可采用在风洞中对导线模型进行测力的方法来获得,该方法也是目前国内外最常用的方法,其测试装置如图4、图5所示。该方法首先制作输电导线的截断模型,然后在风洞中利用测力天平测试截断模型的阻力系数和升力系数,测试装置可采用悬臂型测试装置(如图4所示)和两端固支型测试装置(如图5所示)。由于常规输电线路导线的垂跨比(垂度与跨度比值)通常小于4%,说明常规输电线路导线非常直,因此可以针对一定长度的模型进行考虑二维流效应的测力风洞试验,然后可将试验结果推广到整档输电导线中,因此如图3所示的测试方法可以成为直线形导线风荷载的风洞测试装置。
但是实际电力线路中还会存在一种弧形的输电导线,其特点为垂跨比较大,导线呈显著的弧形,常见的有软跳线和大跨越输电线路等。软跳线如图6所示,其垂跨比最大可达20%;大跨越输电线路如图7所示,其垂跨比最大可达8%。对于弧形输电导线,若采用直线形导线风荷载的测试装置,不管采用悬臂型测试装置(如图4所示)和两端固支型测试装置(如图5所示),在面对弧形导线的试件后,均会出现安装困难、二维流效应难于应用、试验模型平面外不稳等问题,因此直线形导线风荷载的风洞测试装置不能用来测试弧形导线的阻力系数和升力系数。
发明内容
为了克服直线形导线风荷载测试装置的不足,本发明的目的在于提供一种弧形导线风荷载的风洞测试装置,可通过风洞测力试验直接获得弧形导线的阻力系数和升力系数。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
本发明是在建筑风洞内的风洞转盘上设有钢隔板,钢隔板与风洞转盘之间通过钢螺杆支撑连接,在钢隔板上表面装有测力天平,中间开有正方形槽的圆木板通过木杆支撑在风洞转盘上,测力天平位于正方形槽内;试验模型由测试段、结构相同的左补偿段和右补偿段组成;测试段包括弧形导线试件、钢圆杆和正方形铝板,钢圆杆的一端与弧形导线试件中心的凸面焊接,钢圆杆的另一端与正方形铝板中心焊接,正方形铝板安装于测力天平上,正方形铝板的顶面与圆木板的顶面齐平;结构相同的左补偿段和右补偿段均包括弧形导线试件、钢圆杆和正方形铝板,钢圆杆的一端与弧形导线试件中心的凸面焊接,钢圆杆的另一端与正方形铝板中心焊接,两块正方形铝板对称固定在圆木板上;要求左补偿段和右补偿段的弧形导线试件与测试段的弧形导线试件在空间上连续,通过转动风洞转盘,采用测力天平测试不同来流风向角下测试段的弧形导线试件,获得弧形导线试件和钢圆杆的阻力系数和升力系数;拆去左补偿段和右补偿段,只留下测试段的钢圆杆和正方形铝板,进行相同工况的测力试验,获得钢圆杆的阻力系数和升力系数;将两次测试结果进行相减,即能获得弧形导线试件在不同风向角下的阻力系数和升力系数。
所述圆木板与风洞转盘之间的距离要超过风洞的粘滞层厚度,离风洞转盘的距离为15cm~20cm。
所述左补偿段和右补偿段的弧形导线试件与测试段的弧形导线试件在空间上连续,保持间隙为2mm~5mm。
所述不同来流风向角为0°~90°。
本发明具有的有益效果是:
本发明可以实现风洞中不同来流风向下弧形导线风荷载的测试,采用补偿段考虑试验段导线无限长度气动干扰的边界效应,可以获得弧形导线的阻力系数和升力系数,为弧形导线的抗风设计提供依据。同时还具有安装简单、使用方便的特点。
附图说明
图1是本发明的测试装置示意图。
图2是本发明的带试验段的测试工况图。
图3是本发明的仅直杆的测试工况图。
图4是直线形导线风荷载的风洞悬臂型测试装置图。
图5是直线形导线风荷载的风洞两端固支型测试装图。
图6是现实线路中的弧形导线(软跳线)示意图。
图7是现实线路中的弧形导线(大跨越输电线)示意图。
图中:1、建筑风洞,2、风洞转盘,3、钢隔板,4、钢螺杆,5、测力天平,6、正方形槽,7、圆木板,8、木杆,9、测试段,10、左补偿段,11、右补偿段,12、弧形导线试件,13、钢圆杆,14、正方形铝板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明是在建筑风洞1内的风洞转盘2上设有钢隔板3,钢隔板3与风洞转盘2之间通过钢螺杆4支撑连接,在钢隔板3上表面装有测力天平5,中间开有正方形槽6的圆木板7通过木杆8支撑在风洞转盘2上,测力天平5位于正方形槽6内;试验模型由测试段9、结构相同的左补偿段10和右补偿段11组成;测试段9包括弧形导线试件12、钢圆杆13和正方形铝板14,钢圆杆13的一端与弧形导线试件12中心的凸面焊接,钢圆杆13的另一端与正方形铝板14中心焊接,正方形铝板14安装于测力天平5上,正方形铝板14的顶面与圆木板7的顶面齐平;结构相同的左补偿段10和右补偿段11均包括弧形导线试件12、钢圆杆13和正方形铝板,钢圆杆13的一端与弧形导线试件12中心的凸面焊接,钢圆杆13的另一端与正方形铝板14中心焊接,两块正方形铝板14对称固定在圆木板7上;要求左补偿段10和右补偿段11的弧形导线试件12与测试段9的弧形导线试件12在空间上连续,通过转动风洞转盘2,采用测力天平5测试不同来流风向角下测试段9的弧形导线试件12,获得弧形导线试件12和钢圆杆13的阻力系数和升力系数,如图2所示;拆去左补偿段10和右补偿段11,只留下测试段9的钢圆杆13和正方形铝板14,如图3所示,进行相同工况的测力试验,获得钢圆杆14的阻力系数和升力系数;将两次测试结果进行相减,即能获得弧形导线试件12在不同风向角下的阻力系数和升力系数。
补偿段10、测试段9和右补偿段11中的弧形导线试件的弧度是连续的,直径相同,比例没有必要严格,只要起到补充的作用,测试段9弧形导线试件的长度,相当于很长一截中测其中的一大段。
所述圆木板7与风洞转盘2之间的距离要超过风洞的粘滞层厚度,离风洞转盘2的距离为15cm~20cm。
所述左补偿段10和右补偿段11的弧形导线试件12与测试段9的弧形导线试件12在空间上连续,保持间隙为2mm~5mm。
所述不同来流风向角为0°~90°。
实施例:
现以某风洞试验装置及试验过程为例来说明本发明的使用方法。
如图1所示,试验过程如下:
1)在浙江大学ZD-1建筑风洞1的3.5m直径风洞转盘2上设置有钢隔板3,钢隔板3尺寸长宽高尺寸分别为30cm×30cm×1cm,离风洞底部距离为20cm,钢隔板3与风洞转盘2之间通过四根钢螺杆4连接,钢螺杆4的直径为2cm,在钢隔板3上安装有测力天平5,测力天平5为扬州科动电子有限责任公司生产的KD46040型六分量天平。
2)将中间开有正方形槽6的圆木板7通过六根木杆8支撑在风洞转盘2上,圆木板9的直径为1.5cm,正方形槽6的边长为20cm,测力天平5放置于正方形槽6内,圆木板7与风洞转盘2的距离为20cm,超过风洞的粘滞层厚度。
3)试验模型由测试段9、左补偿段10和右补偿段11组成;测试段9含有弧形导线试件12、钢圆杆13和正方形铝板14。弧形导线试件12总长度为1.2m,左、右补偿段长度各取0.3m;杆件采用2.4cm的圆钢杆件组成,导线周围由螺旋绞线旋绕包裹,直径为0.4cm,每26.67cm绕一圈,垂跨比为0.14。钢圆杆13的直径为1cm,高度为15cm。将弧形导线试件12与钢圆杆13进行焊接,将钢圆杆13与正方形铝板14进行焊接,将正方形铝板14安装于测力天平5上,要求正方形铝板14的顶面与圆木板7的顶面齐平。左补偿段10和右补偿段11的组成与测试段9一致,均由弧形导线试件12、钢圆杆13和正方形铝板14组成,此时弧形导线试件12的长度可取1.4m。正方形铝板14固定在圆木板7上,要求左补偿段10和右补偿段11的弧形导线试件12与测试段9的弧形导线试件12在空间上连续,但存在微小间隙,微小间隙取为3mm。
4)通过转动风洞转盘2,采用测力天平5测试不同来流风向角下测试段9弧形导线试件11,获得弧形导线试件11和钢圆杆13的阻力系数和升力系数,如图2所示,风向角取5°为一个间隔,考虑弧形导线的双轴对称性,风向角测试范围为0°~90°,测试风向角为19个。撤去所有试验模型,只留下测试段9的钢圆杆13和正方形铝板14,如图3所示,进行相同工况的测力试验,获得钢圆杆13的阻力系数和升力系数,该工况由于对称性,风向角只有1个。将两次测试结果进行相减,即可以获得弧形导线试件12在不同风向角下的阻力系数和升力系数。
有试件的时候风向角测试范围0°~90°,而只有钢圆杆的时候,一个圆柱是各向同性的,因此,只要测试一个风向角就可以,其他风向角同这个风向角。
上述具体实施方式用来说明本发明,而不是对本发明进行限制,在本发明的精神和权利要求保护范围内,对本发明作出的任何修改和变更,都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种弧形导线风荷载的风洞测试装置,其特征在于:在建筑风洞(1)内的风洞转盘(2)上设有钢隔板(3),钢隔板(3)与风洞转盘(2)之间通过钢螺杆(4)支撑连接,在钢隔板(3)上表面装有测力天平(5),中间开有正方形槽(6)的圆木板(7)通过木杆(8)支撑在风洞转盘(2)上,测力天平(5)位于正方形槽(6)内;试验模型由测试段(9)、结构相同的左补偿段(10)和右补偿段(11)组成;测试段(9)包括弧形导线试件、钢圆杆和正方形铝板,钢圆杆的一端与弧形导线试件中心的凸面焊接,钢圆杆的另一端与正方形铝板中心焊接,正方形铝板安装于测力天平(5)上,正方形铝板的顶面与圆木板(7)的顶面齐平;结构相同的左补偿段(10)和右补偿段(11)均包括弧形导线试件、钢圆杆和正方形铝板,钢圆杆的一端与弧形导线试件中心的凸面焊接,钢圆杆的另一端与正方形铝板中心焊接,两块正方形铝板对称固定在圆木板(7)上;要求左补偿段(10)和右补偿段(11)的弧形导线试件与测试段(9)的弧形导线试件在空间上连续,通过转动风洞转盘(2),采用测力天平(5)测试不同来流风向角下测试段(9)的弧形导线试件,获得弧形导线试件和钢圆杆的阻力系数和升力系数;拆去左补偿段(10)和右补偿段(11),只留下测试段(9)的钢圆杆和正方形铝板,进行相同工况的测力试验,获得钢圆杆的阻力系数和升力系数;将两次测试结果进行相减,即能获得弧形导线试件(12)在不同风向角下的阻力系数和升力系数。
2.根据权利要求1所述的一种弧形导线风荷载的风洞测试装置,其特征在于:所述圆木板(7)与风洞转盘(2)之间的距离要超过风洞的粘滞层厚度,离风洞转盘2的距离为15cm~20cm。
3.根据权利要求1所述的一种弧形导线风荷载的风洞测试装置,其特征在于:所述左补偿段(10)和右补偿段(11)的弧形导线试件与测试段(9)的弧形导线试件在空间上连续,保持间隙为2mm~5mm。
4.根据权利要求1所述的一种弧形导线风荷载的风洞测试装置,其特征在于:所述不同来流风向角为0°~90°。
CN201910510536.0A 2019-06-13 2019-06-13 一种弧形导线风荷载的风洞测试装置 Active CN110361155B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910510536.0A CN110361155B (zh) 2019-06-13 2019-06-13 一种弧形导线风荷载的风洞测试装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910510536.0A CN110361155B (zh) 2019-06-13 2019-06-13 一种弧形导线风荷载的风洞测试装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110361155A true CN110361155A (zh) 2019-10-22
CN110361155B CN110361155B (zh) 2020-06-30

Family

ID=68216133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910510536.0A Active CN110361155B (zh) 2019-06-13 2019-06-13 一种弧形导线风荷载的风洞测试装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110361155B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111006844A (zh) * 2019-12-25 2020-04-14 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种张线阻力测量装置
CN111579196A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 扬州大学 一种输电导线气动特性风洞测量方法和装置
CN114323540A (zh) * 2021-12-01 2022-04-12 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种运输机半模吹气增升风洞试验方法及试验装置
CN114646451A (zh) * 2022-03-18 2022-06-21 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种双固支部件天平
CN114646449A (zh) * 2022-03-18 2022-06-21 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种双固支部件天平校准方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102353511A (zh) * 2011-07-01 2012-02-15 浙江大学 风洞测力天平多功能支撑装置
CN102692309A (zh) * 2012-05-10 2012-09-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种应用于台风风场的输电线风洞试验系统及方法
CN107782527A (zh) * 2017-11-14 2018-03-09 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 输电线路导线风洞试验组装式模拟系统
CN108181079A (zh) * 2017-12-21 2018-06-19 浙江大学 一种基于双天平的输电塔横担体型系数风洞测试装置
CN109186932A (zh) * 2018-09-29 2019-01-11 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种大高差塔线体系风洞试验装置
CN109470445A (zh) * 2018-12-24 2019-03-15 浙江大学 一种长细构件阻力系数的简支型风洞测试装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102353511A (zh) * 2011-07-01 2012-02-15 浙江大学 风洞测力天平多功能支撑装置
CN102692309A (zh) * 2012-05-10 2012-09-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种应用于台风风场的输电线风洞试验系统及方法
CN107782527A (zh) * 2017-11-14 2018-03-09 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 输电线路导线风洞试验组装式模拟系统
CN108181079A (zh) * 2017-12-21 2018-06-19 浙江大学 一种基于双天平的输电塔横担体型系数风洞测试装置
CN109186932A (zh) * 2018-09-29 2019-01-11 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种大高差塔线体系风洞试验装置
CN109470445A (zh) * 2018-12-24 2019-03-15 浙江大学 一种长细构件阻力系数的简支型风洞测试装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111006844A (zh) * 2019-12-25 2020-04-14 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种张线阻力测量装置
CN111006844B (zh) * 2019-12-25 2021-10-15 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种张线阻力测量装置
CN111579196A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 扬州大学 一种输电导线气动特性风洞测量方法和装置
CN111579196B (zh) * 2020-05-29 2021-11-30 扬州大学 一种输电导线气动特性风洞测量方法和装置
CN114323540A (zh) * 2021-12-01 2022-04-12 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种运输机半模吹气增升风洞试验方法及试验装置
CN114646451A (zh) * 2022-03-18 2022-06-21 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种双固支部件天平
CN114646449A (zh) * 2022-03-18 2022-06-21 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种双固支部件天平校准方法
CN114646451B (zh) * 2022-03-18 2023-04-07 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种双固支部件天平
CN114646449B (zh) * 2022-03-18 2023-06-23 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种双固支部件天平校准方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110361155B (zh) 2020-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110361155A (zh) 一种弧形导线风荷载的风洞测试装置
CN104406777B (zh) 一种三维空间变角度加载装置
CN102692309B (zh) 一种应用于台风风场的输电线风洞试验系统及方法
Hamada et al. The response of a guyed transmission line system to boundary layer wind
CN108181079B (zh) 一种基于双天平的输电塔横担体型系数风洞测试装置
CN204514632U (zh) 一种单塔双面斜拉桥试验模型
He et al. A method for analyzing stability of tower-line system under strong winds
CN108534984A (zh) 一种基于双天平的输电塔横担体型系数风洞测试装置
CN111222236A (zh) 一种变电站软导线下料长度计算方法及分析仪
CN209043260U (zh) 一种测量输电线路铁塔旋转角度的装置
CN102983533A (zh) 一种输电线路导/地线风荷载计算方法
Paiva et al. Review of transmission tower testing stations around the world
CN110725699A (zh) 盾构隧道管片圆端形凹凸榫剪力测量方法
CN202797850U (zh) 一种隅撑式不等串直线塔
CN109470445A (zh) 一种长细构件阻力系数的简支型风洞测试装置
CN206609703U (zh) 一种电缆屈曲试验平台
CN201532424U (zh) 绝缘绳试验支架
CN105043340B (zh) 一种输电线路跳线弧垂测量装置
CN206695941U (zh) 盘式制动器制动输入压力测量传感器
CN207923431U (zh) 模拟v型复合绝缘子串风偏情况的测试装置
CN206862339U (zh) 一种地下工程和深基坑工程两井联系精确测量装置
CN201738232U (zh) 自感应型拉、压力支座
CN109238627A (zh) 一种应用于风场特性风洞试验的多点同步排管测压装置
CN116240936B (zh) 地下连续墙水平受荷试验的双层墙结构及参量测试方法
CN215335539U (zh) 一种机械风表的固定装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant