架空输电导线微风振动传感结构设计与仿真分析

• 作 者: 邹木春
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 微风振动 悬臂梁 结构设计 仿真分析

大档距架空输电导线微风振动普遍存在，微风振动造成线路断股、金具磨损，甚至断线，严重威胁着输电作业的安全，另外，微风振动的存在也提升了导线应力指标，增加了输电线路的造价。为了防范微风振动，有效监测微风振动是前提。按美国电气和电子工程师协会(IEEE)测振标准，检测微风振动采用弯曲振幅法，我国现行的《架空输电线路微风振动在线监测系统技术导则》中也采用该监测办法。该检测方法使用的测振仪均采用悬臂梁式传感器测量导线的弯曲幅度。因此，本论文研究架空输电导线微风振动传感结构设计，具有重要的学术价值、实际意义。课题拟对微风振动监测仪的传感结构关键部件--悬臂梁振动传感器进行分析，结合分析提出设计的优化方案。研究首先从详细了解输电导线微风振动监测性能要求开始，分析了输电导线微风振动监测仪的构造以及工作原理、使用方法。通过分析，明确了对现有产品的优化方向，即提高现有产品的固有频率。然后对悬臂梁传感器做理论分析，通过静态受力分析、动态分析、灵敏度分析，找出影响悬臂梁固有频率的因素，针对性地提出修改悬臂梁结构尺寸参数。最后在Solidworks建立模型，利用SolidWorksSimulation功能模块对模型进行仿真分析，计算其固有频率，通过仿真对照原有产品与优化方案的效果。课题研究拟通过提高悬臂梁的固有频率来提高微风振动测振仪的频率指标。结果表明，某公司原试制的微风振动监测仪的悬臂梁可在长度、厚度，以及悬臂梁末端的重量进行优化设计，优化后模型对固有频率的提升有很大帮助。