絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及高壓輸變電領(lǐng)域，更具體涉及一種絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]在高壓輸電領(lǐng)域，線路絕緣子兩端通過專用的連接金具與架空輸電線路和鐵塔分別連接，并在架空輸電線路與鐵塔二者之間起絕緣作用。受導(dǎo)線重力的影響，一般情況線路絕緣子會承受沿其軸向的恒定拉力，而在特殊條件下，絕緣子沿其軸向的拉力可能會出現(xiàn)時大時小的變化，這種振動蠕變可能導(dǎo)致線路絕緣子的機械可靠性下降?，F(xiàn)有的絕緣子拉伸疲勞試驗大多在傳統(tǒng)的拉力試驗機上直接進行或簡單改造后進行，通過傳統(tǒng)拉力試驗系統(tǒng)中的可編程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)沿絕緣子軸向交變的拉力，但這種模擬試驗會受原有試驗系統(tǒng)的限制，只能實現(xiàn)頻率較低(不超過I赫茲或僅有幾赫茲)的疲勞試驗，并且試驗程序一旦確定，則振動頻率不可調(diào)節(jié)。本發(fā)明提出的試驗系統(tǒng)可以使該振動頻率在試驗過程中隨時調(diào)節(jié)。采用這種試驗方法可在更短的時間內(nèi)，完成高壓輸電領(lǐng)域各類型線路絕緣子和連接金具在動態(tài)拉伸載荷下的疲勞特性分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的是提供一種絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)及其方法，本發(fā)明可在短時間內(nèi)，完成高壓輸電領(lǐng)域各類型線路絕緣子和連接金具在動態(tài)拉伸載荷下的疲勞特性分析。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的聯(lián)接機構(gòu)、拉力傳感器、靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)；所述拉力傳感器、靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)分別與測控系統(tǒng)連接；所述靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和聯(lián)接結(jié)構(gòu)分別與基座連接。
[0005]本發(fā)明提供的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，所述聯(lián)接機構(gòu)為兩個，兩個所述聯(lián)接機構(gòu)分別水平或者垂直設(shè)置在試件的兩側(cè)，所述聯(lián)接機構(gòu)包括連接金具和過渡機構(gòu)。
[0006]本發(fā)明提供的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，所述測試對象為線路絕緣子及與之配套的連接金具。
[0007]本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，所述靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)包括復(fù)合動作缸，所述復(fù)合動作缸包括靜態(tài)加載油缸和動態(tài)加載油缸。
[0008]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻機組；所述冷卻機組通過循環(huán)方式控制油缸中液壓油油溫。
[0009]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，所述測控系統(tǒng)包括工控機和與所述工控機相連的振動控制模塊，所述振動控制模塊包括CPU、與CPU相連的D/A轉(zhuǎn)換器和與CPU相連的A/D轉(zhuǎn)化器；所述D/A轉(zhuǎn)換器為2個，其中一個所述D/A轉(zhuǎn)換器與所述靜態(tài)加載油缸連接，另一個所述D/A轉(zhuǎn)換器依次通過放大器、電液伺服閥和電磁換向閥與所述動態(tài)加載油缸連接，所述動態(tài)加載油缸通過位移傳感器與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接；所述A/D轉(zhuǎn)換器還與所述拉力傳感器連接。
[0010]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，其中一個所述聯(lián)接機構(gòu)與所述基座連接。
[0011]本發(fā)明提供的所述試驗系統(tǒng)的試驗方法，
[0012](I)通過測控系統(tǒng)在絕緣子一端施加沿其軸向的靜態(tài)拉力；
[0013](2)通過測控系統(tǒng)在所述絕緣子一端施加頻率可調(diào)的動態(tài)拉力。
[0014]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明得到的有益效果是:
[0015]1、本發(fā)明中通過測控系統(tǒng)、利用電液伺服閥和電磁換向閥的轉(zhuǎn)換能力，實現(xiàn)在絕緣子已經(jīng)施加靜態(tài)載荷的基礎(chǔ)上，疊加頻率可調(diào)拉伸振動負荷從而大幅削減研究線路絕緣子拉伸振動疲勞特性試驗時間；
[0016]2、本發(fā)明采用這種試驗方法加速線路絕緣子和與之配套的連接金具的機械疲勞特性，從而分析線路絕緣子和連接金具在長期運行的可靠性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的試驗系統(tǒng)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明中冷卻系統(tǒng)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明中測控系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0022]實施例1:
[0023]如圖1-4所示，本例的發(fā)明的試驗系統(tǒng)包括依次連接的聯(lián)接機構(gòu)1、測試對象、聯(lián)接機構(gòu)2、拉力傳感器、靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)；所述拉力傳感器、靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)分別與測控系統(tǒng)連接；所述靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和聯(lián)接機構(gòu)I分別與基座連接。在本發(fā)明中，基座為安裝聯(lián)接機構(gòu)，測試對象，拉力傳感器，靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)提供了載體，可提供單路或多路試驗回路。當采用多路結(jié)構(gòu)時，可進行多只試品的并行試驗，從而進一步減少試驗周期，并可以開展試驗結(jié)果的分散性分析。
[0024]在本發(fā)明中，兩個所述聯(lián)接機構(gòu)可采用水平或直立方向布置，主要由連接金具、過渡機構(gòu)等部件組成，用于安裝不同類型的測試對象，分別布置在測試對象的兩側(cè)；所述測試對象為各種類型的線路絕緣子及與之配套的連接金具。所述測試對象的長度:800?1500mmo
[0025]所述拉力傳感器為試驗對象上的測力裝置，串聯(lián)在整個試驗系統(tǒng)，拉力測試結(jié)果傳輸至測控系統(tǒng)。
[0026]所述靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)包括復(fù)合動作缸,所述復(fù)合動作缸包括靜態(tài)加載油缸和動態(tài)加載油缸，其中，靜態(tài)加載由復(fù)合作動缸中的靜態(tài)加載油缸實現(xiàn)，動態(tài)加載由復(fù)合作動缸中動態(tài)加載油缸實現(xiàn)。靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)在測試對象上施加沿軸向的拉伸靜態(tài)載荷的基礎(chǔ)上，再疊加頻率可調(diào)的動態(tài)拉伸載荷，是整個動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)的核心部件，主要用于給試驗對象施加一定頻率的交變振動荷載，通過測控系統(tǒng)的編程將振動頻率控制在OHz?75Hz范圍內(nèi)可調(diào)。
[0027]冷卻系統(tǒng)用于靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)、扭轉(zhuǎn)加載系統(tǒng)中的液壓油進行降溫，在液壓油與冷卻系統(tǒng)中的冷卻機組之間通過循環(huán)的方式使液壓油的油溫度維持在一個恒定的范圍，從而保證整個試驗系統(tǒng)性能的穩(wěn)定。
[0028]所述測控系統(tǒng)包括工控機和與所述工控機相連的振動控制模塊，所述振動控制模塊包括CPU、與CPU相連的D/A轉(zhuǎn)換器和與CPU相連的A/D轉(zhuǎn)化器；所述D/A轉(zhuǎn)換器為2個，其中一個所述D/A轉(zhuǎn)換器與所述靜態(tài)加載油缸連接，另一個所述D/A轉(zhuǎn)換器依次通過放大器、電液伺服閥和電磁換向閥與所述動態(tài)加載油缸連接，所述動態(tài)加載油缸通過位移傳感器與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接；所述A/D轉(zhuǎn)換器還與所述拉力傳感器連接。
[0029]所述的試驗系統(tǒng)的試驗方法為:
[0030]( I)通過測控系統(tǒng)在絕緣子一端施加沿其軸向的靜態(tài)拉力；
[0031](2)通過測控系統(tǒng)在所述絕緣子一端施加頻率可調(diào)的動態(tài)拉力。
[0032]測控系統(tǒng)利用電液伺服閥的快速轉(zhuǎn)換能力，通過電磁換向閥和復(fù)合作動缸中的動態(tài)加載油缸，在已經(jīng)施加靜態(tài)載荷的基礎(chǔ)上再在復(fù)合絕緣子的一端疊加實現(xiàn)頻率從零到幾十赫茲的可調(diào)動態(tài)載荷，并且該振動頻率可通過測控系統(tǒng)中的編程控制在OHz?75Hz，動態(tài)載荷控制范圍:0kN?1kN;所述靜態(tài)載荷控制范圍:0kN?150kN，并在試驗過程中可以隨時調(diào)節(jié)。
[0033]所述測控系統(tǒng)主要用于接收拉力傳感器和位移傳感器的反饋數(shù)據(jù)，控制靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)；控制拉伸振動疲勞試驗的拉伸振動頻率、試驗時間等關(guān)鍵參數(shù)并可對各試驗參數(shù)編程控制或?qū)崟r調(diào)整。所述試驗方法中，動態(tài)拉伸連續(xù)振動的次數(shù)應(yīng)不小于1000萬次。
[0034]采用以上試驗系統(tǒng)，完成線路絕緣子在靜態(tài)載荷與拉伸振動載荷共同作用下的綜合疲勞特性研究。
[0035]最后應(yīng)該說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，所述絕緣子為線路絕緣子，其特征在于:所述系統(tǒng)包括依次連接的聯(lián)接機構(gòu)、拉力傳感器、靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)；所述拉力傳感器、靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)分別與測控系統(tǒng)連接；所述靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和聯(lián)接機構(gòu)分別與基座連接。
2.如權(quán)利要求1所述的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述聯(lián)接機構(gòu)為兩個，兩個所述聯(lián)接機構(gòu)分別水平或者垂直設(shè)置在試件的兩側(cè)，所述聯(lián)接機構(gòu)包括連接金具和過渡機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)包括復(fù)合動作缸，所述復(fù)合動作缸包括靜態(tài)加載油缸和動態(tài)加載油缸。
4.如權(quán)利要求3所述的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻機組；所述冷卻機組通過循環(huán)方式控制所述油缸中液壓油油溫。
5.如權(quán)利要求1所述的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述測控系統(tǒng)包括工控機和與所述工控機相連的振動控制模塊，所述振動控制模塊包括CPU、與CPU相連的D/A轉(zhuǎn)換器和與CPU相連的A/D轉(zhuǎn)化器；所述D/A轉(zhuǎn)換器為2個，其中一個所述D/A轉(zhuǎn)換器與所述靜態(tài)加載油缸連接，另一個所述D/A轉(zhuǎn)換器依次通過放大器、電液伺服閥和電磁換向閥與所述動態(tài)加載油缸連接，所述動態(tài)加載油缸通過位移傳感器與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接；所述A/D轉(zhuǎn)換器還與所述拉力傳感器連接。
6.如權(quán)利要求2所述的絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)，其特征在于:其中一個所述聯(lián)接機構(gòu)與所述基座連接。
7.如權(quán)利要求1所述的試驗系統(tǒng)的試驗方法，其特征在于: (1)通過測控系統(tǒng)在絕緣子一端施加沿其軸向的靜態(tài)拉力； (2)通過測控系統(tǒng)在所述絕緣子一端施加頻率可調(diào)的動態(tài)拉力。
【專利摘要】本發(fā)明涉及絕緣子及其連接金具動態(tài)拉伸疲勞模擬試驗系統(tǒng)及其方法，所述系統(tǒng)包括依次連接的聯(lián)接機構(gòu)、拉力傳感器、靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)；所述拉力傳感器、靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)分別與測控系統(tǒng)連接；所述靜動態(tài)載荷聯(lián)合加載機構(gòu)和聯(lián)接結(jié)構(gòu)分別與基座連接。本系統(tǒng)通過測控系統(tǒng)在絕緣子一端施加沿其軸向的靜態(tài)拉力和頻率可調(diào)的動態(tài)拉力，為絕緣子在靜態(tài)載荷和動態(tài)拉伸振動載荷作用下的疲勞特性研究建立試驗條件。
【IPC分類】G01M13-00
【公開號】CN104677610
【申請?zhí)枴緾N201310632593
【發(fā)明人】高海峰, 李慶峰, 孫寶川, 殷禹, 宿志一, 魏杰, 李旭東, 鄧桃
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院, 北京樂冶液壓氣動設(shè)備技術(shù)有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年12月2日