[發明專利]拉線塔主柱剛度測量實驗系統及方法

有效

• 申請號: 201610891175.5
• 申請日: 2016-10-13
• 公開（公告）號: CN106644751B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 楊文剛;陳湘陽
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01N3/26;G01N3/06
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪;張玲

本發明公開了一種拉線塔主柱剛度測量實驗系統及方法，用于測量拉線塔主柱的彎曲剛度和扭轉剛度，包括拉線塔主柱，拉線塔主柱水平放置，其拉線塔主柱根部的固定板固定于豎直放置的支撐架上，支撐架保持固定不動，在拉線塔主柱頂部一側焊接扭矩加載支架；還包括激光發射器和塔尺，激光發射器發射的激光指向塔尺，在塔尺讀取拉線塔主柱加載彎曲載荷和扭轉載荷前后的變形量。本發明結構組成簡單，操作簡便、讀數方便、測試精度高等特點，測量方法讀數簡單、靈敏度較高、計算過程簡便，降低了運算過程的誤差累計。

技術領域

本發明屬于輸電線路技術領域，具體涉及了一種用于輸電線路中拉線塔主柱剛度測量的實驗系統及方法。

背景技術

我國能源與負荷需求呈現極不均衡、逆向分布的態勢。因此，發展大容量、跨區域、遠距離的特高壓輸電是必然的要求。拉線塔因其具有結構簡單、施工方便、節約線路走廊等諸多優點被廣泛應用于西北草原、戈壁等地勢平坦、地廣人稀的區域。

特高壓拉線塔主柱的第一階振動為扭轉振動，扭轉剛度對主柱的固有頻率有決定性的作用。因此研究拉線塔的主柱剛度具有重要的價值。拉線塔的主柱剛度按特性可分為彎曲剛度以及扭轉剛度，目前對主柱剛度的研究主要是通過理論分析和有限元模擬模擬，而對分析方法的正確性并未進行實驗驗證，缺少實驗數據的支撐，無法對分析方法的精確性給予定量的評估。

目前，一些關于彎曲剛度以及扭轉剛度的測量裝置，比如專利號為CN 103499497中公開了一種架空線彎曲剛度測量裝置，該裝置利用架空線測試臺上的可調位置的測力機構，實現對架空線的彎曲剛度測量。由于架空線為柔性體，因此不能用于具有較大剛度的拉線塔上使用。專利號為CN103776629中公開一種組合齒輪扭轉剛度測量儀，該裝置通過扭轉裝置使固定于平板上的組合齒輪的上齒輪和下齒輪發生偏轉，并通過角度測量裝置讀取扭轉角度，通過讀取轉角以及扭轉組合齒輪時的扭矩即可計算出組合齒輪的扭轉剛度。這種扭轉方式的加載不適用于鋼結構形式的拉線塔，同時由于拉線塔尺寸較大，而且彎矩和扭矩同時作用于拉線塔頂部，利用角度測量裝置來讀取扭轉角度的方式很難實現。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種拉線塔主柱剛度測量實驗系統及方法，本系統組成簡單，操作簡便、讀數方便、測試精度高等特點，測量方法讀數簡單、靈敏度較高、計算過程簡便，降低了運算過程的誤差累計。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種拉線塔主柱剛度測量實驗系統，用于測量拉線塔主柱的彎曲剛度和扭轉剛度，其特征在于：包括拉線塔主柱，所述的拉線塔主柱水平放置，其拉線塔主柱根部的固定板固定于豎直放置的支撐架上，支撐架保持固定不動，在拉線塔主柱頂部一側焊接扭矩加載支架；還包括激光發射器和塔尺，激光發射器發射的激光指向塔尺，在塔尺讀取拉線塔主柱加載彎曲載荷和扭轉載荷前后的變形量。

對上述方案作進一步限定，在測量拉線塔主柱的彎曲剛度時，在拉線塔主柱頂部放置重物，激光發射器設置于拉線塔主柱根部，在拉線塔主柱頂部的下表面設置有圓環，其中圓環與激光發射器處于拉線塔主柱橫截面的同一位置，并且圓環內徑與激光發射器的激光束直徑匹配，塔尺置于拉線塔主柱頂部正前方，激光發射器的激光束經圓環指向塔尺的刻度。

對上述方案作進一步限定，所述的激光發射器固定于三腳架上。

對上述方案作進一步限定，在測量拉線塔主柱的扭轉剛度時，在扭矩加載支架上懸掛重物，兩個激光發射器固定于拉線塔主柱頂部的左右兩側，兩個塔尺分別置于拉線塔主柱頂部兩側，兩個激光發射器發射的激光束分別指向兩個塔尺的刻度。

對上述方案作進一步限定，所述的扭矩加載支架包括一個水平桿和一個斜桿，其中水平桿的一端與拉線塔主柱頂部的下表面固定連接，斜桿的一端與拉線塔主柱頂部的上表面連接，并且斜桿的另一端與水平桿的另一端連接，水平桿和斜桿組成穩定三角形結構。