[发明专利]分布式架空导线脱冰跳跃实验系统

摘要

本发明公开了一种分布式架空导线脱冰跳跃实验系统，属于输配电技术领域，该系统包括脱冰跳跃实验模块、脱冰控制模块、动张力采集模块和导线跳跃位移采集模块四部分，其中脱冰跳跃实验模块建立实验基础环境，脱冰控制模块接收脱冰控制系统发送过来的时序配置指令，并在接收到脱冰控制指令后按指定的时序执行脱冰动作，动张力采集模块对架空导线脱冰跳跃过程中的动张力进行实时采集，并对之进行时频域分析得出其动态特性，导线跳跃位移采集模块对导线脱冰跳跃档中位置处的位移进行采集识别，绘制出位移时程曲线。

主权项

一种分布式架空导线脱冰跳跃实验系统，其特征在于包括脱冰跳跃实验模块、脱冰控制模块、动张力采集模块和导线跳跃位移采集模块；所述的脱冰跳跃实验模块搭建脱冰跳跃实验系统基本环境，包括两个支架(1)，以及在两个支架(1)之间的架空导线(3)，在架空导线(3)上分布设置有重物(2)，所述的重物(2)的质量为可调型，重物(2)上安装有电磁铁，用于模拟不同厚度的覆冰工况；所述的脱冰控制模块包括脱冰控制单元(11)，脱冰控制单元(11)为一个以上，脱冰控制单元(11)之间通过总线(12)串联，串联后的脱冰控制单元(11)经过控制箱(10)与计算机(9)连接，每个脱冰控制单元(11)均分别与四路重物(2)的电磁铁连通，各路重物(2)相互独立互不干扰，同时又相互等价，重物(2)与脱冰控制单元(11)共同形成分布式架构的连接关系；所述的脱冰控制单元(11)与电磁铁通过外部的电磁铁电源(13)供电，脱冰控制模块实现架空导线(3)覆冰和脱冰工况的模拟，其中脱冰控制单元(11)负责按照脱冰控制系统指定的时序进行脱冰动作执行；总线（12）包括电源总线、控制总线和通信总线，其中电源总线主控对各脱冰控制单元（11）进行供电，脱冰控制单元（11）内置存储单元，控制总线对挂接在其上的各个脱冰控制单元（11）发送动作指令，通信总线完成各个脱冰控制单元的指令传递任务，实现各路覆冰重物脱冰时序设置，其中脱冰动作指令由控制箱统一发出；所述的动张力采集模块包括设于架空导线(3)一端的张力感应器(6)，所述的张力感应器(6)依次经过变送器(7)和采集卡(8)与计算机(9)连接，利用计算机(9)实时采集架空导线(3)脱冰跳跃过程中的动张力，并对该动张力特性进行时频域分析；所述的导线跳跃位移采集模块实现导线档中位置脱冰跳跃位移变化时程情况的采集，其包括摄像头(5)，所述的摄像头(5)与架空导线(3)中部的档中标示点(4)对正，并且摄像头(5)对架空导线(3)的跳跃位移进行识别拍摄，并利用导线脱冰跳跃位移识别系统对档中位置标识点在各个时刻下的位置进行识别，进而得出脱冰跳跃的位移时程；所述的脱冰控制系统控制脱冰控制单元(11)切断每路重物(2)上的电磁铁供电，控制每路重物(2)坠落时间不同，可实现覆冰重物部分档、顺序以及随机脱落的非同期脱冰，并且脱冰动作指令由控制箱(10)拨动开关统一发出，利用总线(12)上电平瞬间一致性，确保各个脱冰控制单元能够在同一时刻收到动作指令，实现精确时序脱冰工况模拟；所述的脱冰控制单元(11)采用光耦合元器件将重物(2)中的电磁铁通断产生的瞬间高压与核心芯片隔离开来，所述的脱冰控制单元(11)内部继电器与电磁铁连接端反接有续流5819二极管，用于动作执行时将电磁铁上电流消耗掉；所述的脱冰控制系统利用每个控制脱冰控制单元(11)物理地址的差异，区分控制脱冰控制单元(11)的位置，并要求各个脱冰控制单元(11)在同一时刻接收到动作指令，并且脱冰控制单元(11)通过高精度晶振提供精确时间周期，用于提高时间执行精度及脱冰动作时序精度；所述的位移识别系统利用摄像头(5)采集的架空导线(3)中档中标示点(4)位移变化图像，对图像进行分帧处理，而后识别每帧图像中档中标示点(4)的位移值，再将各位移值与每帧图像的时间刻对应，绘制出架空导线(3)脱冰跳跃档中位置位移时程曲线。