[发明专利]一种导线振动试验中确定试验频率的方法及系统

说明书

技术领域

本发明有关于在室内进行导线振动的模拟试验，特别是由微风所引起的导线振动的模拟试验，具体的说是一种导线振动试验中确定试验频率的方法及系统。

背景技术

微风振动引起的架空输电导线、避雷线(以后统称导线)疲劳断线等严重威胁到输电导线(特别是大跨越导线)的安全运行。近年来，随着经济建设的持续快速发展，在基础建设上的投资力度也在不断加大，输电线路的“瓶颈”使得电网建设规模不断扩大，大跨越工程也越来越多，越来越大。维护大跨越输电导线的稳定运行，确保电网安全，将是线路工作者面临的一个非常重要的问题。

图1是实际铁塔与导线连接示意图。如图1所示铁塔103上连接着绝缘子串104，在绝缘子串的下端挂有悬垂线夹101，导线105是穿过该悬垂线夹101并固定于该悬垂线夹101中，而防振装置102设置于该导线105上起到防振的作用。

图2所示的是图1的悬垂线夹中导线断股的主要部位。其中201是回转轴、202是船体、203是压板、204是断股部位。为了能使防振装置102在实际当中起到有效防振的作用，需要测量导线在实际振动中的谐振频率、振幅等参数。所以在实际架设导线之前必须在实验室进行模拟的振动试验，以获得所需要的参数。

“功率法”是进行室内导线模拟微风振动试验研究的方法之一，其中试验频率的确定是该项试验中较为核心的内容。在实际的微风振动中，由于导线振动的锁定效应，导线会稳定在具有最大振幅的频率上振动，而此时正是对导线产生最大破坏的状态。所以，只有在产生最大振幅的频率上进行试验，才能最准确地测出导线的实际振动水平，从而最有效地进行防振，确保输电线路的安全稳定运行。

在采用“功率法”进行导线微风振动强度试验时，试验的频率范围为：10～100Hz，通常为每5Hz间隔进行一次测试。在现有技术中，确定试验频率的方法包括以下两种：

第一种：(传统方法)

①施加激振信号，选择一个输入频率f′₁，使导线系统处于谐振状态(力与速度同相位)，并记录此时的输入能量W′₀；

②观测并确定导线上最大振动点的位置；

③退掉激振能量；

④在导线上最大振动点处固定位移传感器；

⑤将导线的激振能量恢复到W₀；

⑥采集位移传感器的输出值A′₁；

⑦再次退掉激振能量。

通过上述过程得到一组数据(W′₀，f′₁，A′₁)，重复上述过程直到(W′₀，f′₄，A′₄)，以便将5Hz内的谐振频率全部找完(一般在5Hz内约有2～4个谐振频率)得到2～4组数据，其中位移(A′_n)最大时所对应的频率即为试验频率。该方法需要多人配合，比较耗时，且测试精度还不高，故该方法一直没被得到使用。

第二种：(习惯方法)

第二种方法是：在每5Hz之间任选一谐振频率，即开始进行试验。但是，此频率并不一定是该5Hz中振动最大的频率，特别是在导线上安装防振装置后，导线系统的阻尼随频率呈非线性的变化，因此，再以5Hz间隔选择频率时，测试精度受到很大影响，有可能影响对导线实际振动水平及防振装置实际防振效果的客观准确判断。

可见，上述的第一、二种方法都存在着自身的缺陷，因此就需要一种又准确又快速地查找试验频率的方法，来弥补现有技术中的不足。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种导线振动试验中确定试验频率的方法及系统，用以提高测试精度和测试效率。

本发明的目的之一是，提供一种导线振动试验中确定试验频率的方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、给定一个激振信号，并施加所述的激振信号于激振点使被测导线振动；步骤二、选择一个输入频率，使被测导线的振动稳定在一个谐振频率上；步骤三、保持所述激振信号的能量不变，调节所述的输入频率以使所述激振点的振动速度有效值最小，记录该振动速度有效值及其对应的频率；步骤四、保持所述的激振信号的能量不变，重复所述的步骤二、步骤三，获取多组振动速度有效值及其对应的频率的记录；步骤五、对获取的多个振动速度有效值进行比较并选择其中最小的振动速度有效值所对应的频率作为试验频率。

施加所述的激振信号于激振点是指：采用信号发生器产生激振信号，将该激振信号经功率放大后施加于激振点。