一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置，特別涉及一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著特高壓輸電線路的快速發(fā)展，輸電桿塔日益呈結(jié)構(gòu)高聳、導(dǎo)線截面粗大，跨越檔距長(zhǎng)等特點(diǎn)。由于其結(jié)構(gòu)高柔性，非線性的特點(diǎn)，對(duì)風(fēng)雨耦合作用極其敏感，易于誘發(fā)大幅振蕩乃至倒塔事故。為揭示其誘發(fā)機(jī)理，研究人員提出了多種假設(shè)。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，適量的降雨附著在輸電導(dǎo)線表面上，在風(fēng)載的作用下形成雨線并沿著輸電導(dǎo)線表面作周向發(fā)生振蕩，該雨線的存在及振蕩可能是氣動(dòng)力失穩(wěn)的主要因素。然而，強(qiáng)降雨模擬、輸電導(dǎo)線的強(qiáng)電場(chǎng)、大跨距及非線性特點(diǎn)，使得其風(fēng)洞試驗(yàn)難以開(kāi)展。因此，目前針對(duì)風(fēng)雨條件下高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性研究尚缺乏一種有效的模擬實(shí)驗(yàn)方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置，不僅能夠調(diào)節(jié)風(fēng)速，風(fēng)向角和傾角，而且能夠模擬雨線的周向振蕩。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0005]一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述裝置用空心鋁管模擬輸電導(dǎo)線，鋁管兩端分別焊接兩根實(shí)心軸，并實(shí)心軸緊靠鋁管處安裝滾動(dòng)軸承。人工雨線依附于模擬導(dǎo)線外表面上，其兩端固聯(lián)于滾動(dòng)軸承的外徑上。在實(shí)心軸的兩端分別懸掛兩組彈簧阻尼系統(tǒng)，彈簧阻尼系統(tǒng)固定于兩個(gè)矩形框。通過(guò)矩形框的水平，豎直方向相對(duì)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同傾角和風(fēng)向角下的模擬導(dǎo)線氣動(dòng)力分析。模擬風(fēng)洞由軸流變頻風(fēng)機(jī)和矩形洞體構(gòu)成，通過(guò)改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)模擬不同風(fēng)速。在鋁管軸向布置三圈風(fēng)壓無(wú)線傳感器，每圈有16個(gè)測(cè)點(diǎn)以測(cè)風(fēng)作用于其上的氣動(dòng)壓力，所測(cè)得信號(hào)被其旁的無(wú)線動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器接收。
[0006]上述方案中，所述模擬輸電導(dǎo)線為空心鋁管，其表面摩擦阻力小，易于實(shí)現(xiàn)人工雨線在其表面振蕩。為模擬雨線振蕩，空心鋁管兩端焊接實(shí)心軸，以便于安裝滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承過(guò)盈安裝于實(shí)心軸上，且其外徑必須略大于空心鋁管。在實(shí)心軸兩端分別懸掛兩組彈簧阻尼系統(tǒng)，可分別模擬輸電導(dǎo)線在面內(nèi)、面外振動(dòng)相應(yīng)情況。
[0007]所述固定彈簧阻尼系統(tǒng)的矩形框，可實(shí)現(xiàn)水平、豎直方向的移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)輸電導(dǎo)線傾角和風(fēng)向角的變化。
[0008]所述人工雨線的截面形狀為錐形，這是考慮到輸電導(dǎo)線表面強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)雨滴的影響，迫使其極化拉長(zhǎng)為錐形。人工雨線僅模擬上雨線振蕩，下雨線忽略不計(jì)。
[0009]所述氣動(dòng)力數(shù)據(jù)測(cè)試，通過(guò)在鋁管軸向布置三圈風(fēng)壓無(wú)線傳感器，每圈有16個(gè)測(cè)點(diǎn)以測(cè)風(fēng)作用于其上的氣動(dòng)壓力，所測(cè)得信號(hào)被其旁的無(wú)線動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器接收。該測(cè)試系統(tǒng)可以測(cè)定不同傾角和風(fēng)向角時(shí)，輸電導(dǎo)線的氣動(dòng)力系數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明帶人工雨線的輸電導(dǎo)線結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明人工雨線截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中:1為變頻器，2為軸流式風(fēng)機(jī)，3為矩形洞體，4空心鋁管，5環(huán)向風(fēng)壓無(wú)線傳感器，6為無(wú)線動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器，7為彈簧阻尼系統(tǒng)，8為矩形框，9為人工雨線，10為軸承，11為實(shí)心軸。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。圖1所示，一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置，所述裝置用空心鋁管4模擬輸電導(dǎo)線，鋁管兩端分別焊接兩根實(shí)心軸11，并實(shí)心軸11緊靠空心鋁管4處安裝滾動(dòng)軸承10。人工雨線9依附于空心鋁管4外表面上，其兩端固聯(lián)于滾動(dòng)軸承10的外徑上。滾動(dòng)軸承10過(guò)盈安裝于實(shí)心軸11上，且其外徑必須略大于空心鋁管4。在實(shí)心軸11的兩端分別懸掛兩組彈簧阻尼系統(tǒng)7，彈簧阻尼系統(tǒng)7固定于兩個(gè)矩形框，可分別模擬空心鋁管4在面內(nèi)、面外振動(dòng)相應(yīng)情況。通過(guò)矩形框8的水平，豎直方向相對(duì)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同傾角和風(fēng)向角下的空心鋁管4所受的氣動(dòng)力分析。模擬風(fēng)洞由軸流風(fēng)機(jī)2和矩形洞體3構(gòu)成，通過(guò)變頻器I改變軸流風(fēng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速來(lái)模擬不同風(fēng)速。在空心鋁管4的軸向布置三圈風(fēng)壓無(wú)線傳感器5，每圈有16個(gè)測(cè)點(diǎn)以測(cè)風(fēng)作用于其上的氣動(dòng)壓力，所測(cè)得信號(hào)被其旁的無(wú)線動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器6接收。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述裝置用空心鋁管模擬輸電導(dǎo)線，鋁管兩端分別焊接兩根實(shí)心軸，并實(shí)心軸緊靠鋁管處安裝滾動(dòng)軸承；人工雨線依附于模擬導(dǎo)線外表面上，其兩端固聯(lián)于滾動(dòng)軸承的外徑上；在實(shí)心軸的兩端分別懸掛兩組彈簧，彈簧固定于兩個(gè)矩形框支持；通過(guò)矩形框的水平，豎直方向相對(duì)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同傾角和風(fēng)向角下的模擬導(dǎo)線氣動(dòng)力分析；模擬風(fēng)洞由軸流變頻風(fēng)機(jī)和矩形洞體構(gòu)成，通過(guò)改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)模擬不同風(fēng)速；在鋁管軸向布置三圈風(fēng)壓無(wú)線傳感器，每圈有16個(gè)測(cè)點(diǎn)以測(cè)的作用于其上的氣動(dòng)壓力，所測(cè)得信號(hào)被其旁的無(wú)線動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器接收。
2.如權(quán)利要求1所述一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述裝置用空心鋁管模擬輸電導(dǎo)線，鋁管兩端分別焊接兩根實(shí)心軸，并實(shí)心軸緊靠鋁管處安裝滾動(dòng)軸承。
3.如權(quán)利要求1所述一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在實(shí)心軸的兩端分別懸掛兩組彈簧，彈簧固定于兩個(gè)矩形框支持，通過(guò)矩形框的水平，豎直方向相對(duì)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同傾角和風(fēng)向角下的模擬導(dǎo)線氣動(dòng)力分析。
4.如權(quán)利要求1所述一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在鋁管軸向布置三圈風(fēng)壓無(wú)線傳感器，每圈有16個(gè)測(cè)點(diǎn)以測(cè)的作用于其上的氣動(dòng)壓力，所測(cè)得信號(hào)被其旁的無(wú)線動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器接收。
5.如權(quán)利要求1所述一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述人工雨線的截面形狀為錐形，這是考慮到輸電導(dǎo)線表面強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)雨滴的影響，迫使其極化拉長(zhǎng)為錐形。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種帶人工雨線的高壓輸電導(dǎo)線氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置用空心鋁管模擬輸電導(dǎo)線，鋁管兩端分別焊接兩根實(shí)心軸，并實(shí)心軸緊靠鋁管處安裝滾動(dòng)軸承。人工雨線依附于模擬導(dǎo)線外表面上，其兩端固聯(lián)于滾動(dòng)軸承的外徑上。在實(shí)心軸的兩端分別懸掛兩組彈簧阻尼系統(tǒng)，彈簧阻尼系統(tǒng)固定于兩個(gè)矩形框。通過(guò)矩形框的水平，豎直方向相對(duì)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同傾角和風(fēng)向角下的模擬導(dǎo)線氣動(dòng)力分析。模擬風(fēng)洞由軸流變頻風(fēng)機(jī)和矩形洞體構(gòu)成，通過(guò)改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)模擬不同風(fēng)速。在模擬風(fēng)洞中，人工雨線隨風(fēng)速的改變而沿著鋁管周向發(fā)生振蕩。在鋁管軸向布置三圈風(fēng)壓無(wú)線傳感器，每圈有16個(gè)測(cè)點(diǎn)以測(cè)的作用于其上的氣動(dòng)壓力，所測(cè)得信號(hào)被其旁的無(wú)線動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器接收。
【IPC分類】G01M9-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104596727
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410743210
【發(fā)明人】周超, 劉衍平, 孟超, 李力
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月8日