一种用于测量导线微动磨损实验台的制作方法

技术领域

本发明涉及电力输送配件领域，具体地指一种用于测量导线微动磨损实验台。

背景技术：

国家电力行业中，架空导线因振动而引起的失效主要分为三种：导线的舞动、导线的次档距振动和导线的微风振动。其中，导线的微风振动经常发生，已成为特高压、长距离输电线路的重大灾害之一。微风振动是导致导线疲劳损伤的主要原因，是危及线路安全运行最普遍的振动形式，受到微风的影响，架空导线一直处在振动之中，导线线股之间、导线与夹具之间产生微幅滑移和摩擦，由此产生连续的交变应力，引发导线的微动磨损。而且由于导线微动振幅小，不易被工作人员发现，是一个损伤的积累过程，留下了安全隐患。长期处在微动条件的下的导线，容易导致疲劳裂纹的产生和扩展，降低导线的使用寿命甚至使导线失效，严重的还会酿成重大安全事故。因此，监测导线的工作状态，研究如何避免导线的微动磨损事关重大，是目前国内特高压输电线路要解决的重大课题，是确保特高压输电安全可靠经济运行的关键。

进行微动磨损实验需要相关的实验设备与工作台。真实环境中的高压输电导线，其线径往往在20mm以上，导线两端的安装预紧力在1.5吨，与强风引起的导线剧烈舞动不同，高压输电导线在空气中的微风振动，其振幅仅1~3mm，且是一种长时间的连续振动。目前国内外的微动磨损实验设备，形式不一，研究对象各不相同，而且许多只能测量振幅和振动频率，难以真实模拟导线微风振动的工况。

技术实现要素：

本发明就是针对现有技术的不足，提供了一种能真实模拟导线微风振动工况的用于测量导线微动磨损实验台。

为了实现上述目的，本发明所设计的用于测量导线微动磨损实验台，其特殊之处在于：包括框架部件、动力输出部件和导线夹紧部件；

所述导线夹紧部件连接在两端固定的导线中部，所述导线夹紧部件与框架部件之间滑动连接，所述动力输出部件连接在导线夹紧部件底部，用于以不同频率顶升使导线夹紧部件上下振动，带动导线模拟微风振动。其中导线两端的固定方式为铰接。

进一步地，所述动力输出部件包括电机、轴、左轴承座、右轴承座、联轴器和凸轮，所述轴与电机连接，并且轴两端分别支撑在左轴承座和右轴承座上，所述凸轮通过联轴器连接在轴上，所述动力输出部件通过凸轮与顶部导线夹紧部件连接。凸轮与夹紧部件始终接触，带动夹紧部件模拟导线微风振动，试验台的振动函数值与凸轮外轮廓有关，容易控制。

更进一步地，所述凸轮与轴之间还设置有偏心轴套，所述凸轮通过第一连接键与偏心轴套连接，所述偏心轴套通过第二连接键与轴连接。凸轮造价高，加工繁琐，但偏心轴套成本低，加工方便，通过更换偏心轴套改变振动的振幅，节省用材，且方便加工及更换。

再进一步地，所述框架部件包括框架和导轨，所述导轨设置有两个，沿框架中轴线对称布置在框架内壁上，所述导轨上设置有用于连接导线夹紧部件的滑块。由于所导向的微动磨损的振动小，引入了成对布置的导轨滑块导向以后，该导向机构精度高，间隙小，保证小幅振动的运动平稳。且调整简单方便，减小了振幅和冲击带来的实验误差。

再进一步地，所述导轨通过竖直安装板连接在框架内壁上。方便安装及拆卸。

再进一步地，所述框架为矩形框架。

再进一步地，所述导线夹紧部件包括水平安装板、U型螺栓、撑杆和轴承滚子，所述水平安装板顶面设置有悬垂线夹，底面设置有撑杆，所述U型螺栓将导线固定在悬垂线夹内，所述U型螺栓穿过水平安装板通过端部锁紧螺母将撑杆固定在水平安装板底部，所述轴承滚子连接在撑杆端部且与底部凸轮始终保持接触，所述导线夹紧部件通过水平安装板固定在滑块上。其中，U型螺栓设置有两个，采用U形螺栓固定导向，保证了固定的可靠，因为，实验过程中，由于人为地让导线长时间振动，导线的固定处容易松动，松动以后，便会产生很大的间隙，导致实验失败。

再进一步地，所述轴承滚子设置有两个，对称布置在撑杆端部。受力均衡，保证导线夹紧部件受力均衡、实验可靠。

再进一步地，所述水平安装板通过L型安装板固定在滑块上。方便连接。

本发明的优点在于：在导线中部连接夹紧部件，并通过动力输出部件顶升夹紧部件上下振动，模拟导线在空气中的微风小振幅振动，测试导线的微动磨损。所述导线夹紧部件与框架部件之间滑动连接，使得夹紧部件与框架部件之间连接精度高，间隙小，保证小幅振动的运动平稳，避免及减小振幅和冲击带来的误差。可以通过动力输出部件改变振动的振幅和导线振动的频率，以此模拟工程环境中，不同地域不同季节风速和风强度不一致的情况，为工程人员评估在役导线的疲劳寿命和安全状况提供实验依据，为输电线路施工人员提供理论指导。

附图说明

图1为本发明一种用于测量导线微动磨损实验台的结构示意图。

图2为图1的框架部件结构示意图。

图3为图1的动力输出部件爆炸结构示意图。

图4为图1的导线夹紧部件结构示意图。

图中：框架部件1，动力输出部件2，导线夹紧部件3，框架4，滑块5，导轨6，竖直安装板7，左轴承座8，凸轮9，第一连接键10，偏心轴套11，第二连接键12，轴13，右轴承座14，联轴器15，电机16，导线17，U型螺栓18，水平安装板19，悬垂线夹20，撑杆21，轴承滚子22，L形安装板23。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

图中所示的用于测量导线微动磨损实验台，包括框架部件1、动力输出部件2和导线夹紧部件3；导线夹紧部件3连接在两端固定的导线17中部，导线夹紧部件3与框架部件1之间滑动连接，动力输出部件2连接在导线夹紧部件3底部，用于以不同频率顶升使导线夹紧部件3上下振动，带动导线17模拟微风振动。

其中，动力输出部件2包括电机16、轴13、左轴承座8、右轴承座14、联轴器15和凸轮9，轴13与电机16连接，并且轴13两端分别支撑在左轴承座8和右轴承座14上，凸轮9通过联轴器15连接在轴13上，动力输出部件2通过凸轮9与顶部导线夹紧部件3连接。凸轮9与轴13之间还设置有偏心轴套11，凸轮9通过第一连接键10与偏心轴套11连接，偏心轴套11通过第二连接键12与轴13连接。凸轮9与夹紧部件3始终接触，带动夹紧部件3模拟导线微风振动，试验台的振动函数值与凸轮外轮廓有关，容易控制。通过更换偏心轴套11改变导线振动的振幅，节省用材方便加工及更换。

框架部件1包括框架4和导轨6，导轨6设置有两个，沿框架4中轴线对称布置在框架4相对的两内壁上，导轨6上设置有用于连接导线夹紧部件3的滑块5。由于导向微动磨损的振动小，引入了成对布置的导轨滑块导向以后，该导向机构精度高，间隙小，保证小幅振动的运动平稳。且调整简单方便，减小了振幅和冲击带来的误差。优选地，导轨6通过竖直安装板7连接在框架4内壁上，方便拆卸及安装。框架4整体为矩形框架。

导线夹紧部件3包括水平安装板19、U型螺栓18、撑杆21和轴承滚子22，所述水平安装板19顶面设置有悬垂线夹20，底面设置有撑杆21，U型螺栓18将导线17固定在悬垂线夹20内，U型螺栓18穿过水平安装板19通过其端部锁紧螺母将撑杆21固定在水平安装板19底部，轴承滚子22连接在撑杆21端部且与底部凸轮9始终保持接触，导线夹紧部件3通过水平安装板19固定在滑块5上。轴承滚子22设置有两个，对称布置在撑杆21端部两侧。水平安装板19通过L型安装板23固定在滑块5上，L形安装板23通过螺栓首先和水平安装板19相连，再同通过螺栓与框架部件1的滑块5固定连接。轴承滚子22与部件2的凸轮9始终保持接触，凸轮9旋转过程中，由于偏心轴套11的产生的偏心距，轴承滚子22将驱动整个导线夹紧部件3做垂直升降运动，模拟导线在风吹状态下的振动。其中，U型螺栓设置有个，使得连接更加牢固，采用U形螺栓18固定导向，保证了固定的可靠，因为，实验过程中，由于人为地让导线长时间振动，导线的固定处容易松动，松动以后，便会产生很大的间隙，导致实验失败。本发明所述的实验台能够模拟导线在空气中的微风小振幅振动情况，测试导线的微动磨损，可以通过更换实验台中具有不同偏心距的偏心轴套改变振动的振幅，改变电机的转速，改变导线振动的频率，以此模拟工程环境中，不同地域不同季节风速和风强度不一致的情况，为工程人员评估在役导线的疲劳寿命和安全状况提供实验依据，为输电线路施工人员提供理论指导。实际情况下，架空导线的形态都是两边高，中间下凹的，导线的微风振动往往发生在重力方向附近，所以本发明的试验台更加符合工程实际。