[发明专利]一种弧形导线风荷载的风洞测试装置

说明书

本发明公开了一种弧形导线风荷载的风洞测试装置。在建筑风洞的转盘上设有钢隔板，在钢隔板上装有测力天平，开有正方形槽的木板支撑在转盘上；测试段的正方形铝板安装于测力天平上；左、右补偿段的正方形铝板对称固定在木板上；三段的弧形导线试件在空间上连续，转动风洞转盘，采用测力天平测试不同来流风向角下测试段弧形导线试件，获得弧形导线试件和钢圆杆的阻力、升力系数；拆去左补偿段和右补偿段，进行相同工况的测力试验，获得钢圆杆的阻力、升力系数；将两次测试结果进行相减，即能获得弧形导线试件的阻力、升力系数。采用补偿段考虑试验段导线无限长度气动干扰的边界效应，获得弧形导线的阻力、升力系数，为弧形导线的抗风设计提供依据。

技术领域

本发明涉及风洞测力试验装置，尤其是涉及一种弧形导线风荷载的风洞测试装置。

背景技术

为了保障输电导线的抗风安全，需要精确获得输电导线在不同风向角下的风荷载。为了获得输电导线的风荷载，通常可采用在风洞中对导线模型进行测力的方法来获得，该方法也是目前国内外最常用的方法，其测试装置如图4、图5所示。该方法首先制作输电导线的截断模型，然后在风洞中利用测力天平测试截断模型的阻力系数和升力系数，测试装置可采用悬臂型测试装置(如图4所示)和两端固支型测试装置(如图5所示)。由于常规输电线路导线的垂跨比(垂度与跨度比值)通常小于4％，说明常规输电线路导线非常直，因此可以针对一定长度的模型进行考虑二维流效应的测力风洞试验，然后可将试验结果推广到整档输电导线中，因此如图5所示的测试方法可以成为直线形导线风荷载的风洞测试装置。

但是实际电力线路中还会存在一种弧形的输电导线，其特点为垂跨比较大，导线呈显著的弧形，常见的有软跳线和大跨越输电线路等。软跳线如图6所示，其垂跨比最大可达20％；大跨越输电线路如图7所示，其垂跨比最大可达8％。对于弧形输电导线，若采用直线形导线风荷载的测试装置，不管采用悬臂型测试装置(如图4所示)和两端固支型测试装置(如图5所示)，在面对弧形导线的试件后，均会出现安装困难、二维流效应难于应用、试验模型平面外不稳等问题，因此直线形导线风荷载的风洞测试装置不能用来测试弧形导线的阻力系数和升力系数。

发明内容

为了克服直线形导线风荷载测试装置的不足，本发明的目的在于提供一种弧形导线风荷载的风洞测试装置，可通过风洞测力试验直接获得弧形导线的阻力系数和升力系数。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明是在建筑风洞内的风洞转盘上设有钢隔板，钢隔板与风洞转盘之间通过钢螺杆支撑连接，在钢隔板上表面装有测力天平，中间开有正方形槽的圆木板通过木杆支撑在风洞转盘上，测力天平位于正方形槽内；试验模型由测试段、结构相同的左补偿段和右补偿段组成；测试段包括弧形导线试件、钢圆杆和正方形铝板，钢圆杆的一端与弧形导线试件中心的凸面焊接，钢圆杆的另一端与正方形铝板中心焊接，正方形铝板安装于测力天平上，正方形铝板与钢圆杆焊接的一面和圆木板的顶面齐平；结构相同的左补偿段和右补偿段均包括弧形导线试件、钢圆杆和正方形铝板，钢圆杆的一端与弧形导线试件中心的凸面焊接，钢圆杆的另一端与正方形铝板中心焊接，两块正方形铝板对称固定在圆木板上；要求左补偿段和右补偿段的弧形导线试件与测试段的弧形导线试件在空间上连续，通过转动风洞转盘，采用测力天平测试不同来流风向角下测试段的弧形导线试件，获得弧形导线试件和钢圆杆的阻力系数和升力系数；拆去左补偿段和右补偿段，只留下测试段的钢圆杆和正方形铝板，进行相同工况的测力试验，获得钢圆杆的阻力系数和升力系数；将两次测试结果进行相减，即能获得弧形导线试件在不同风向角下的阻力系数和升力系数。

所述圆木板与风洞转盘之间的距离要超过风洞的粘滞层厚度，离风洞转盘的距离为15cm～20cm。

所述左补偿段和右补偿段的弧形导线试件与测试段的弧形导线试件在空间上连续，保持间隙为2mm～5mm。

所述不同来流风向角为0°～90°。

本发明具有的有益效果是：