【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電氣設備領域，具體為一種架空線路舞動激勵試驗方法及相關裝置。
技術介紹
1、覆冰后的輸電線路在持續風激勵下產生的一種低頻、大幅度的自激振動，其形態如龍舞，被稱為舞動現象，舞動頻率通常為0.1～3hz，振幅約為導線直徑的5-300倍、檔距垂度的±0.1～±1倍。導線舞動一旦形成，持續時間一般可達數小時，通常引起導線斷線、金具磨損、桿塔傾倒等，對輸電線路造成極大破壞，是威脅輸電線路安全運行的重要痼疾之一。因此，線路舞動防治對電網防災減災、提供電力系統可靠性等都具有重要意義。
2、由于真實輸電線路幾何尺寸大、電壓等級高、停電周期長、安全管控壓力大，在真實線路上開展舞動相關研究工作存在現實困難，因此，國內外學者通常采用在線路模型上施加激勵的方式來模擬導線舞動過程。目前關于在模擬輸電線路上激勵舞動方式主要包括有機械激勵、風激勵、電磁激勵等。主要技術思路是通過在導線單點施加垂直或水平激勵，使導線發生自激振動。
3、真實導線舞動時，導線在空間運動軌跡十分復雜。在沿導線方向上，一檔導線內形成一個、兩個或三個波腹的駐波或行波，被稱為一階、二階和三階舞動；而在垂直導線方向上，導線在垂直平面主要呈垂直運動，有時也呈橢圓運動。
4、目前關于在模擬輸電線路上激勵舞動方式主要包括有機械激勵、風激勵、電磁激勵等。主要技術思路是通過在導線單點施加垂直或水平激勵，使導線發生自激振動。專利cn202582715u公開了一種由彈簧、連桿等構成的覆冰導線舞動模擬裝置，可以模擬覆冰導線多自由度的舞動，同時可以模擬不同截面
5、但以上公開的現有舞動激勵裝置結構較為復雜，控制精度較低，多用于模擬一檔內單個駐波(一階舞動)、垂直運動的簡單舞動模式，無法準確模擬多個駐波(多階舞動)、橢圓運動的復雜舞動模式。因此，亟待開發一種結構簡單、控制精度高、控制自由度大的縮尺架空線路舞動激勵系統，以滿足產生各種復雜舞動過程的試驗需求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于解決上述現有技術的不足，從而提供一種架空線路舞動激勵試驗方法及相關裝置。通過對沿一檔導線布置多個驅動單元的聯合控制，在一檔導線中形成一個、兩個或三個波腹的駐波，進而實現對多階舞動過程的模擬。
2、一種架空線路舞動激勵試驗方法，包括以下步驟：
3、確定試驗需要模擬導線舞動的舞動參數；
4、根據舞動參數配置驅動單元，并獲取驅動單元位置參數；
5、根據舞動參數確定各驅動單元的時延；
6、根據舞動參數及驅動單元位置參數設置各個驅動單元運行軌跡；
7、在pc電腦中根據時延及各個驅動單元運行軌跡設置控制指令；
8、根據控制指令控制驅動單元進行舞動試驗；
9、讀取實驗中驅動單元數據，擬合獲得輸電導線的三維運動軌跡。
10、舞動參數包括舞動階次n、導線舞動頻率f及導線最低點舞動幅值d。
11、根據舞動參數配置驅動單元，并獲取驅動單元位置參數，具體為：
12、測量實驗檔的檔距l，分別在l/(2n)、2l/(2n)、3l/(2n)...(2n-1)l/(2n)處安裝一組驅動器單元，驅動器單元總數為2n-1，n舞動階次，l為測量實驗檔的檔距；
13、將輸電導線通過環扣固定在各驅動單元上，同時測量驅動單元掛點處距離地面的高度，分別記為h1,h2,h3...h2n-1。
14、根據舞動參數確定各驅動單元的時延，具體為：
15、據試驗需要模擬導線舞動的階次n和舞動頻率f確定各驅動單元的時延設置：
16、若模擬一階舞動，即n＝1，無需設置時延；
17、若模擬多階舞動，即n>1，設置第i個驅動單元相對第1個驅動單元的延時量ti，i>2:
18、
19、根據舞動參數及驅動單元位置參數設置各個驅動單元運行軌跡，具體為：
20、根據試驗需要模擬導線最低點舞動幅值d和驅動單元位置，計算各個驅動單元需要驅動導線運動的幅值di：
21、
22、式中h0為掛線桿塔上導線掛點的垂直高度，min(h1,h2,...,h2n-1)為各驅動器上導線掛點垂直高度的最小值；
23、根據幅值di設定各個驅動單元內的兩套往復式執行器伸縮桿頂端掛點位置。
24、根據幅值di設定各個驅動單元內的兩套往復式執行器伸縮桿頂端的位置，具體為：
25、輸電導線在垂直方向舞動時，輸電導線掛點的坐標(x，y)隨時間變化為：
26、xi(t)＝0
27、
28、對應的第i個驅動單元中的兩個往復式制動器運動控制方程為：
29、
30、其中，li1(t)、li2(t)分別為t時刻第i各驅動單元中兩個往復式執行器總長度，l0為往復式執行器電缸長度；
31、輸電導線在水平方向舞動時，輸電導線掛點的坐標(x，y)隨時間變化為：
32、
33、yi(t)＝hi
34、對應的第i個驅動單元中的兩個往復式制動器控制方程分別為：
35、
36、其中，li1(t)、li2(t)分別為t時刻第i各驅動單元中兩個往復式執行器總長度，l0為往復式執行器電缸長度；
37、輸電導線做圓或橢圓運動時，輸電導線掛點的坐標(x，y)隨時間變化為：
38、
39、對應的第i個驅動單元中的兩個往復式制動器控制方程分別為：
40、
41、式中，di’為第i個控制單元驅動導線做橢圓運動的短軸，取di’<di；若做圓運動，取di’＝di。
42、讀取實驗中驅動單元數據，擬合獲得輸電導線的三維運動軌跡，具體為：
43、以輸電導線一端垂直投影為原坐標，沿輸電導線方向建立三維直角坐標系；
44、讀取各驅動單元運行時間t，讀取t時刻第i個驅動單元對應的導線掛點垂直平面坐標(xi,yi)，讀取第i個驅動單元距離掛線桿塔的位置(2i-1)l/(2n)，組合得到導線掛點的三維坐標[xi,yi,(2i-1)l/(2n)]；
45、通過擬合i個導線掛點的空本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：舞動參數包括舞動階次n、導線舞動頻率f及導線最低點舞動幅值D。
3.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：根據舞動參數配置驅動單元，并獲取驅動單元位置參數，具體為：
4.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：根據舞動參數確定各驅動單元的時延，具體為：
5.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：根據舞動參數及驅動單元位置參數設置各個驅動單元運行軌跡，具體為：
6.根據權利要求5所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：根據幅值di設定各個驅動單元內的兩套往復式執行器伸縮桿頂端的位置，具體為：
7.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：讀取實驗中驅動單元數據，擬合獲得輸電導線的三維運動軌跡，具體為：
8.一種架空線路舞動激勵試驗系統，其特征在于，包括：
9.根據權
10.根據權利要求8所述的一種架空線路舞動激勵試驗系統，其特征在于：時延確定模塊具體用于：
11.根據權利要求8所述的一種架空線路舞動激勵試驗系統，其特征在于：運行軌跡設置模塊具體用于：
12.根據權利要求8所述的一種架空線路舞動激勵試驗系統，其特征在于：軌跡擬合模塊具體用于：
13.一種電子設備，其特征在于：包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執行計算機程序時實現如權利要求1-9中任一項所述的架空線路舞動激勵試驗方法。
14.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-9中任一項所述的架空線路舞動激勵試驗方法。
15.一種架空線路舞動激勵試驗裝置，其特征在于：包括：
16.根據權利要求15所述的一種架空線路舞動激勵試驗裝置，其特征在于：所述掛線組件至少為兩組、且分設在輸電導線(1)兩端部上。
17.根據權利要求15或16所述的一種架空線路舞動激勵試驗裝置，其特征在于：所述掛線組件包括掛線桿塔(3)及至少一個掛線絕緣子(6)，掛線絕緣子(6)一端與掛線桿塔(3)連接，掛線桿塔(3)固定在水平地面上，掛線絕緣子(6)一端固定在掛線桿塔(3)上，另一端與輸電導線(1)連接。
18.根據權利要求15所述的一種架空線路舞動激勵試驗裝置，其特征在于：所述驅動單元包括兩個往復式執行器(7)、底板(8)、環扣(9)及驅動器(10)，兩個往復式執行器(7)的缸體底部通過鉸鏈固定在底板上，兩個往復式執行器(7)的伸縮桿頂端通過鉸鏈固定在環扣(9)上，輸電導線(1)穿設在環扣(9)內，驅動器(10)一端連接至兩個往復式執行器，另一端連接至運動控制板卡(4)，運動控制板卡(4)通過驅動器(10)控制兩個往復式執行器(7)運動，帶動環扣(9)運動，進而在環扣(9)的帶動下使輸電導線(1)運動。
19.根據權利要求18所述的一種架空線路舞動激勵試驗裝置，其特征在于：運動控制板卡(4)通過實時讀取往復式執行器的絕對值編碼器數據，反饋至PC電腦(5)，PC電腦(5)根據反饋的數據進行指令修正，實現對往復式執行器伸縮桿頂端位置的閉環控制，往復式執行器的絕對值編碼器數據存儲在驅動器(10)中。
...【技術特征摘要】
1.一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：舞動參數包括舞動階次n、導線舞動頻率f及導線最低點舞動幅值d。
3.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：根據舞動參數配置驅動單元，并獲取驅動單元位置參數，具體為：
4.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：根據舞動參數確定各驅動單元的時延，具體為：
5.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：根據舞動參數及驅動單元位置參數設置各個驅動單元運行軌跡，具體為：
6.根據權利要求5所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：根據幅值di設定各個驅動單元內的兩套往復式執行器伸縮桿頂端的位置，具體為：
7.根據權利要求1所述的一種架空線路舞動激勵試驗方法，其特征在于：讀取實驗中驅動單元數據，擬合獲得輸電導線的三維運動軌跡，具體為：
8.一種架空線路舞動激勵試驗系統，其特征在于，包括：
9.根據權利要求8所述的一種架空線路舞動激勵試驗系統，其特征在于：位置參數獲取模塊具體用于：
10.根據權利要求8所述的一種架空線路舞動激勵試驗系統，其特征在于：時延確定模塊具體用于：
11.根據權利要求8所述的一種架空線路舞動激勵試驗系統，其特征在于：運行軌跡設置模塊具體用于：
12.根據權利要求8所述的一種架空線路舞動激勵試驗系統，其特征在于：軌跡擬合模塊具體用于：
13.一種電子設備，其特征在于：包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執行計算機程序時實現如權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：汪顯康，周學明，姚堯，闞毅，張力，吳嘉琪，俞斌，馮志強，陶潛，劉曉鵬，張致，黃俊杰，
申請(專利權)人：國網湖北省電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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