[發明專利]一種纖維復合芯導線疲勞性能測試裝置

有效

• 申請號: 201210404151.4
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103267695A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 蘭逢濤;陳新;牟景旭;王芝茗;何州文;楊長龍
• 申請（專利權）人: 國網智能電網研究院;國家電網公司;遼寧省電力有限公司沈陽供電公司
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于試驗檢測技術領域，具體涉及一種纖維復合芯導線疲勞性能測試裝置。

背景技術

架空輸電線路運行過程中導線振動是架空線路普遍存在的問題，由于風力作用條件的不同時導線振動表現為微風振動，次檔距震蕩和舞動。其中微風振動和次檔距振蕩容易引起架空導線線路的疲勞斷股，導致導線電阻損耗加大。舞動是其中危害較為嚴重的一種，架空輸電導線不均勻覆冰后在風力作用下引起一種低頻率（0.1-3Hz）、大振幅（導線直徑的20-300倍）的自激振動，舞動一旦發生，會在導線上產生較大的沖擊和扭轉作用，嚴重時會發生導線斷股斷線的重大電網事故。由于氣候原因，我國形成一條始自貴州湖南湖南終至遼寧吉林的舞動多發地帶。舞動造成了多起跳閘事故，造成嚴重的經濟損失，因此掛線前需要進行疲勞試驗，嚴格考驗復合芯導線的疲勞性能。

纖維復合芯導線是一種節能型增容導線，其加強芯由特高強度碳纖維合成的芯棒替代傳統的鋼芯和鋼絞線，外層鋁采用定形鋁絞合而成。在相同導體截面的情況下，相對于傳統鋼芯鋁絞線，其具有高強度、低弧垂、耐高溫等特點，可以在大跨距、大容量導線線路上使用。然而，由于復合芯棒屬于單向增強復合材料，其對于沖擊、扭轉作用較為敏感，當外界沖擊載荷超過材料自身剪切強度時，復合芯棒有可能會首先發生破壞，長期疲勞損傷積累會招致斷線的危險。對于纖維復合芯導線振動和舞動工況帶來的強烈沖擊和扭轉載荷持續疲勞作用，目前國內外尚未有研究。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種纖維復合芯導線疲勞性能測試裝置，對實際工況環境下纖維復合芯導線的疲勞進行加速老化試驗，以快速獲得可靠的復合芯導線疲勞性能。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

提供一種纖維復合芯導線疲勞性能測試裝置，所述裝置包括疲勞載荷加載裝置、張力加載裝置和溫控裝置；所述張力加載裝置施加張力給纖維復合芯導線，所述纖維復合芯導線穿過溫控裝置的管式爐，所述疲勞載荷加載裝置通過垂向作動器連桿連接所述纖維復合芯導線的中心處。

所述疲勞載荷加載裝置包括試驗平臺、龍門架、液壓源、液壓伺服系統、垂向作動器和垂向作動器連桿；所述龍門架垂直固定在所述試驗平臺上，所述液壓伺服系統包括控制閥和液壓伺服缸，其通過控制閥控制液壓伺服缸，使所述液壓伺服缸推動垂向作動器動作，實現疲勞載荷加載。

所述張力加載裝置包括電力金具、纖維復合芯導線、限位法蘭、緊固螺母、應力傳感器和應力監測終端；所述電力金具一端裝卡在纖維復合芯導線端頭，其另一端機械加工成的螺桿安裝在限位法蘭上；所述限位法蘭相對放置，并均固定于試驗平臺上，所述緊固螺母與所述電力金具螺紋端聯接，軸向擰緊緊固螺母使得緊固螺母內端面壓緊所述限位法蘭的外側面，兩端均安裝有電力金具的纖維復合芯導線水平穿過限位法蘭的圓孔，其中一個限位法蘭與所述緊固螺母之間安裝應力傳感器，應力傳感器檢測的應力大小通過應力監測終端進行遠程監控。

所述電力金具一端通過壓接法裝卡在纖維復合芯導線端頭。

所述纖維復合芯導線的總長度大于限位法蘭的間距，且所述螺桿伸出限位法蘭10～12cm，伸出部分的螺桿通過緊固螺母人工施加張力。

纖維復合芯導線表面包覆柔性介質，再通過卡具對柔性介質進行固定，所述卡具通過其上方設有的螺孔與垂向作動器連桿端頭螺桿機械連接。

所述柔性介質包括石棉、耐高溫橡膠或者耐高溫纖維織物。

所述纖維復合芯導線包括純碳纖維復合芯導線、玻纖包覆碳纖復合芯導線和全高強玻纖復合芯導線。

所述加溫裝置包括管式爐、溫度控制單元和空氣強制流動單元，所述管式爐采用電阻加熱方式，溫度控制單元通過溫控表實現單程恒溫控制或者通過編程完成溫度交替變化；所述空氣強制流動單元通過爐壁上的通風管道實現空氣的流動，通過空氣流量計控制空氣氣流的大小。

所述管式爐上蓋能夠打開，以便于纖維復合芯導線的置入；所述上蓋正中心預設有圓孔，管式爐上蓋閉合后，垂向作動器連桿從所述圓孔穿進并與纖維復合芯導線中點處機械連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明提供的纖維復合芯導線疲勞性能測試裝置具有可同時施加張力，溫度和彎曲疲勞等多種功能，可以選用不同長度的纖維復合芯導線，模擬不同振幅、頻率下復合芯的受力及運動行為，適合碳纖維復合芯導線的疲勞性能測試。

附圖說明

圖1是纖維復合芯導線疲勞性能測試裝置立體圖；

圖2是纖維復合芯導線疲勞性能測試裝置主視圖；

圖3是纖維復合芯導線疲勞性能測試裝置左視圖；