[发明专利]一种适用于多分裂导线扭转刚度测试的试验装置

说明书

一种适用于多分裂导线扭转刚度测试的试验装置，包括分裂导线模型、两支架、两丝杠、扭矩轮、扭转角度指示杆和加载系统，所述分裂导线模型的两端分别绕过支撑导线的支架顶部固定于丝杠，所述扭矩轮安装于分裂导线模型的加载点处并与所述加载系统相连接，所述扭转角度指示杆放置于扭矩轮的下方用于读取分裂导线的扭转角度。本发明通过支架承受分裂导线模型自重，同时其高度满足模型导线垂度要求；所述丝杠底座充分固定，导线端部锚固于其上，用以提供和调节分裂导线模型初始水平张力；矩轮和加载系统联合进行分裂导线模型的加载试验。本装置能够很好地根据原型线路的几何参数进行试验模型的设置，具备良好的可操作性与实用性。

技术领域

本发明涉及多分裂导线力学特性研究领域的试验装置，特别是涉及一种适用于多分裂导线扭转刚度测试的试验装置。

背景技术

恶劣冰风条件下，大变形扭转引发的多分裂导线翻转事故时有发生。对于大档距输电线路而言，由于其扭转刚度较小等因素更易发生翻转事故，严重时还会引起导线磨损、断股甚至断线，继而影响线路正常运行。扭转刚度作为扭转相关问题的重要参数，展开其特性研究对有效解决分裂导线翻转及舞动问题有着十分重要的意义。

目前，国内外针对分裂导线扭转刚度特性的研究多基于有限元仿真模拟计算，基于试验的研究尚停留于上世纪末期，且为现场足尺试验，鲜有缩尺模型试验。分裂导线为柔索结构，相较于一般结构有着显著的非线性力学特性。现有的通用有限元软件因各有其局限性，并不能十分真实地模拟分裂导线受扭变形的完整过程。因此，在有限元仿真模拟研究的同时开展分裂导线扭转模型试验，二者相互验证将显得研究更具有说服力。

已有的现场足尺试验多针对较小档距线路，可控变量十分有限，无法针对多种参数展开研究。此外，分裂导线翻转事故多发生于大档距(如500m以上)线路，限于场地条件难以对此类线路展开足尺加载试验。即便可以实现加载，由于技术成本高、操作困难等因素制约，足尺试验仍难以满足多参数、多工况的试验要求，以致试验难以达到预期目标，试验研究的意义也十分有限。在此背景下，开展基于多参数、多工况的分裂导线扭转刚度特性缩尺模型试验研究显得尤为必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种多参数可调、适用范围广、安装快捷的适用于多分裂导线扭转刚度测试的试验装置。

本发明采用的技术方案是：

一种适用于多分裂导线扭转刚度测试的试验装置，其特征在于：包括分裂导线模型、两支架、两丝杠、扭矩轮、扭转角度指示杆和加载系统，所述分裂导线模型的两端分别绕过支撑导线的支架顶部固定于丝杠，所述扭矩轮安装于分裂导线模型的加载点处并与所述加载系统相连接，所述扭转角度指示杆放置于扭矩轮的下方用于读取分裂导线的扭转角度。本发明通过支架承受分裂导线模型自重，同时其高度满足模型导线垂度要求；所述丝杠底座充分固定，导线端部锚固于其上，用以提供和调节分裂导线模型初始水平张力，扭矩轮和加载系统联合进行分裂导线模型的加载试验，能够很好地根据原型线路几何参数进行试验模型的设置，具备良好的可操作性与实用性。

进一步，所述分裂导线模型由缩尺子导线模型及间隔棒模型共同构成导线-间隔棒体系，所述缩尺子导线模型上均匀布置有配重块，通过配重块可以调节模型垂度及线密度。

进一步，所述分裂导线模型的加载点位于间隔棒处。

进一步，所述扭矩轮为根据导线分裂数由轻质材料特别制作的圆盘，其直径大于模型导线分裂圆。

进一步，所述圆盘的表面设有角刻度标记，其圆周面上开设有用于与加载系统连接的凹槽。

进一步，所述圆盘由两个半盘连接形成，圆盘上开设有卡扣导线的开口，导线与圆盘之间设有橡胶垫，所述开口处填塞有塞块。扭矩轮可一分为二，以备在变更加载位置时便于拆装，橡胶垫和塞块均用以加扭矩轮对导线的握裹力，进而限制加载过程中扭矩轮可能发生的其所在竖直面以外的运动。