[发明专利]一种屏蔽环固有频率的测试方法及测试系统

说明书

一种屏蔽环固有频率的测试方法及测试系统，所述测试方法包括：基于预先搭建的测试平台对屏蔽环进行测试，得到振动台的振动数据；将所述振动台的振动数据进行互功率谱分析，得到所述屏蔽环的功率特性曲线；基于所述屏蔽环的功率特性曲线，确定屏蔽环的固有频率；所述振动数据包括：振动台的输出力和振动台的输出速度本发明的测试方法通过测试可以测得屏蔽环的固有频率，其简单、原理清晰、又辅助了屏蔽环动力学设计。

技术领域

本发明涉及输电工程线路金具微风振动破坏和屏蔽环结构动力学设计领域，具体涉及一种屏蔽环固有频率的测试方法及测试系统。

背景技术

根据流体力学的理论，绕二维长柱体(l/D>>1)的流动有一些特殊的性能。当雷诺数Re增大时，将发生边界层分离，形成含有两个对称漩涡的尾流。如果圆柱无限长，漩涡长度将随流体速度的增加而增长，并最终在自由流中消耗掉其旋转能量。漩涡如图1所示在柱体两侧间隔形成。其结果是在圆柱体尾流中有两排交错排列的漩涡。这种交错脱落的漩涡和产生的力导致圆柱体气体动力特性不稳定，漩涡脱落的频率可近似表示为：

式中，v为空气垂直流过圆柱体的速度，m/s；D为圆柱体直径，m。

如图2所示，330kV以上电压的输电线路和变电所，由于电压很高，当导线和金具表面的电位梯度大于临界值时，就会出现电晕放电现象，这种现象除消耗一定电量外，还对无线电产生干扰。屏蔽环即为加装在耐张串联板上，用以均匀电场，消除电晕放电现象的一种金具。

当前屏蔽环设计只注重屏蔽环的静力学强度设计而忽略其动力学特性，屏蔽环按如图3所示方向固定在线路上，当空气来流方向与屏蔽环的某一边上的圆柱结构垂直，在垂直纸面方向形成周期性交错脱落的漩涡，形成周期性的交变激振力。如果漩涡脱落频率与屏蔽环结构的固有频率相等或接近时，将产生共振。屏蔽环长时间处于共振状态下，容易引发支撑杆焊缝位置的疲劳断裂，断裂情况如图4和图5所示；严重影响电网的安全稳定运行，因此屏蔽环动力学设计应规避振动能量较大的屏蔽环固有频率；在实验之前，需要加工出所设计结构的样品才能进行试验。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种屏蔽环固有频率的测试方法及测试系统。

本发明提供的技术方案是：一种屏蔽环固有频率的测试方法，所述测试方法包括：

基于预先搭建的测试平台对屏蔽环进行测试，得到振动台的振动数据；

将所述振动台的振动数据进行互功率谱分析，得到所述屏蔽环的功率特性曲线；

基于所述屏蔽环的功率特性曲线，确定屏蔽环的固有频率；

所述振动数据包括：振动台的输出力和振动台的输出速度。

优选的，所述测试平台的搭建，包括：

将控制终端依次与功率放大器和振动台连接；

所述控制终端包括：功放控制器和正弦扫频软件；

将所述功放控制器与所述功率放大器连接，用于控制所述功率放大器；

所述功率放大器用于放大所述功放控制器的输出的功率；

所述振动台通过工装与屏蔽环连接；传感器分别与所述工装和采集仪连接；

所述采集仪将从力传感器和加速度传感器采集到的振动台的输出力和振动台的输出速度发送给具有互功率谱分析功能的分析软件；

其中传感器包括：力传感器和加速度传感器，

所述力传感器，用于测量振动台的输出力；

所述加速度传感器，用于测量振动台的输出速度。