[發(fā)明專利]復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310641527.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN104677756A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慶峰;高海峰;孫寶川;殷禹;宿志一;魏杰;李旭東;鄧桃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院;北京樂冶液壓氣動(dòng)設(shè)備技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/32
• 分類號(hào): G01N3/32
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種高壓輸變電領(lǐng)域的試驗(yàn)系統(tǒng)，具體講涉及一種復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

在高壓輸變電領(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，線路絕緣子會(huì)承受沿其軸向的拉力，而在一定條件下，這個(gè)拉力可能存在時(shí)大時(shí)小的變化，此外線路絕緣子還可能會(huì)受到正、反兩個(gè)方向交變的扭轉(zhuǎn)力的作用。復(fù)合絕緣子是一種常用的線路絕緣子，其主要承載力的部件是由玻璃纖維和環(huán)氧材料復(fù)合而成的芯棒通過壓接的方式提供整體的機(jī)械強(qiáng)度。交變的拉力和扭轉(zhuǎn)力均有可能造成復(fù)合絕緣子的蠕變，從而降低復(fù)合絕緣子的機(jī)械可靠性。

現(xiàn)有的復(fù)合絕緣子疲勞特性試驗(yàn)大多在導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行，或在傳統(tǒng)拉力試驗(yàn)機(jī)上簡(jiǎn)單改造后進(jìn)行。前者在試驗(yàn)過程中，幾乎不存在扭轉(zhuǎn)載荷，并且沿絕緣子軸向拉力的變化幅度也較小；后者受原有試驗(yàn)系統(tǒng)的限制，只能實(shí)現(xiàn)頻率較低（不超過1赫茲或僅有幾赫茲）的疲勞試驗(yàn)，并且試驗(yàn)程序一旦確定，則振動(dòng)頻率不可調(diào)節(jié)，因此完成一組疲勞試驗(yàn)的時(shí)間漫長(zhǎng)。

本發(fā)明提出的試驗(yàn)系統(tǒng)使測(cè)試對(duì)象在原有軸向拉力方向上形成交變的拉伸載荷，同時(shí)使復(fù)合絕緣子的兩端再受到正、反兩個(gè)方向交變的扭轉(zhuǎn)力的作用，從而使測(cè)試對(duì)象本身或在連接部位出現(xiàn)疲勞，并且該振動(dòng)頻率可在試驗(yàn)過程中隨時(shí)調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)及其方法，本發(fā)明為復(fù)合絕緣子在靜態(tài)載荷、動(dòng)態(tài)拉伸振動(dòng)載荷和扭轉(zhuǎn)載荷綜合作用下的疲勞特性研究建立試驗(yàn)條件。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括首尾依次的連接聯(lián)接機(jī)構(gòu)、拉力傳感器、靜動(dòng)態(tài)載荷聯(lián)合加載機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)和扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)；所述拉力傳感器、靜動(dòng)態(tài)載荷聯(lián)合加載機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)和扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)分別與測(cè)控系統(tǒng)連接；所述靜動(dòng)態(tài)載荷聯(lián)合加載機(jī)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)分別與基座連接。

本發(fā)明提供的復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，所述聯(lián)接機(jī)構(gòu)為兩個(gè)，兩個(gè)所述聯(lián)接機(jī)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(jī)構(gòu)包括連接金具和過渡機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，所述靜動(dòng)態(tài)載荷聯(lián)合加載機(jī)構(gòu)包括復(fù)合動(dòng)作缸，所述復(fù)合動(dòng)作缸包括靜態(tài)加載油缸和動(dòng)態(tài)加載油缸。

本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，所述扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)包括依次連接的轉(zhuǎn)桶、曲柄和扭轉(zhuǎn)加載油缸。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻機(jī)組；所述冷卻機(jī)組通過循環(huán)方式控制油缸中液壓油油溫。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，所述測(cè)控系統(tǒng)包括上位機(jī)、交換機(jī)、通過交換機(jī)與所述上位機(jī)連接的振動(dòng)控制模塊和通過交換機(jī)與所述上位機(jī)連接的扭轉(zhuǎn)控制模塊，所述振動(dòng)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(gè)，其中一個(gè)所述D/A轉(zhuǎn)換器與所述靜態(tài)加載油缸連接，另一個(gè)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(dòng)態(tài)加載油缸連接，所述動(dòng)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。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，所述扭轉(zhuǎn)控制模塊包括CPU1、與CPU1相連的D/A轉(zhuǎn)換器1和與CPU1相連的A/D轉(zhuǎn)化器1；所述D/A轉(zhuǎn)換器1依次通過放大器1、電液伺服閥1和轉(zhuǎn)向軸與所述扭轉(zhuǎn)加載油缸連接，所述扭轉(zhuǎn)加載油缸通過位移傳感器和壓力傳感器與所述A/D轉(zhuǎn)化器1連接。

本發(fā)明提供的所述試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，

（1）通過測(cè)控系統(tǒng)在復(fù)合絕緣子一端施加沿其軸向的靜態(tài)拉力；

（2）通過測(cè)控系統(tǒng)在所述復(fù)合絕緣子一端施加頻率可調(diào)的動(dòng)態(tài)拉力；

（3）通過測(cè)試系統(tǒng)在復(fù)合絕緣子的另一端施加頻率可調(diào)的扭轉(zhuǎn)拉力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案有以下優(yōu)異效果：

1、本發(fā)明中通過測(cè)控系統(tǒng)、利用電液伺服閥和電磁換向閥的轉(zhuǎn)換能力，實(shí)現(xiàn)在復(fù)合絕緣子已經(jīng)施加靜態(tài)載荷的基礎(chǔ)上，疊加頻率可調(diào)拉伸振動(dòng)負(fù)荷，同時(shí)在疊加頻率可調(diào)的正、反兩個(gè)方向交變的扭轉(zhuǎn)載荷，從而大幅削減研究線路復(fù)合絕緣子拉伸振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)的綜合疲勞特性試驗(yàn)時(shí)間；