[發明專利]變電材料彎扭疲勞試驗機

在審

• 申請號: 201811283227.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109540693A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 李勇杰;何成;莊凌志;趙普志;王欣欣;李偉;張陵;馬勤勇;陳彬;高榮剛;趙建平;游溢;鄭義;張龍;徐凱;董新勝;王建;陳東娃;許雷
• 申請（專利權）人: 國網新疆電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01N3/22
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 湯建武;周星瑩

本發明涉及變電材料性能試驗設備技術領域，是一種變電材料彎扭疲勞試驗機，其包括底座、加載裝置和扭轉頭。本發明結構合理而緊湊，使用方便，其通過加載裝置、第一絲杠螺母機構、轉盤、第一驅動機構、拉力負荷傳感器和扭矩傳感器的配合使用，實現了在同一個試驗機上，轉動轉盤或水平移動扭轉頭，能夠對各種尺寸的變電站絕緣子及金具進行常規的彎曲強度、扭轉強度試驗，又可以開展疲勞試驗，可模擬變電站絕緣子及金具的工作狀態，從而實現對變電站絕緣子及金具的性能評估，對于風區變電站材料性能評估尤為重要。

技術領域

本發明涉及變電材料性能試驗設備技術領域，是一種變電材料彎扭疲勞試驗機。

背景技術

瓷絕緣子是變電站的重要設備，起著電氣絕緣和機械支撐的重要作用。在強電磁環境、長期機械載荷及惡劣氣象條件等因素綜合作用下，瓷絕緣子的機電性能將顯著下降，加之產品可能存在的質量問題，容易導致斷裂事故發生，產品的質量問題主要是瓷絕緣子存在缺陷（如裂紋）或者瓷絕緣子的強度（主要是彎曲強度與扭轉強度）不夠。所以國家標準“絕緣子試驗方法”中規定了：瓷和玻璃絕緣子必須進行機械強度試驗，這些機械試驗包括：拉伸、壓縮、彎曲及扭轉等試驗。這些機械試驗綜合反映了絕緣子在變電站所承受的各種機械強度要求，另外通過這些試驗整體檢驗了瓷件生產、膠裝等工藝質量是否符合要求。

高壓支柱瓷絕緣子支撐的設備包括隔離開關、母線、引線等，在整個由引線、母線及設備與絕緣子相連的受力體系中，絕緣子的抗彎，抗扭強度得到了重視，但在風區的長期大風導致的支柱絕緣子低周疲勞損傷缺越來越多，所以研究及評估瓷絕緣子的彎曲疲勞強度就顯得尤為重要。

變電金具的母線金具，起到了固定、支持、連接母線的作用，其所能承受的機械載荷與所安裝的高壓支柱絕緣子要求相配合，尤其下引線與管母連接的T型金具，在引下線張力的作用下，將承受較大的彎曲載荷，另外管母伸縮金具，不僅承受彎曲載荷，還承受扭轉載荷，尤其變電站位于大風區，下引線由于持續強風作用導致的管母相連金具將承受較大的彎曲、扭轉疲勞載荷。近幾年我國西北大風區，多個超、特高壓變電站發生管母相連的金具斷裂事故，究其原因是這些金具局部抗彎抗扭能力不足，所以在這些金具安裝使用前，對其進行相應的彎曲、扭轉試驗，以及風荷載引起的疲勞試驗是十分必要的。

變電站用的瓷絕緣子及金具，其拉伸、壓縮試驗在萬能試驗機上配上合適的夾具即可完成，但是絕緣子和金具彎、扭試驗，尤其彎曲疲勞試驗無法實現。當前未有在同一個試驗機上實現變電材料（絕緣子及金具）常規彎、扭試驗，又能進行彎曲疲勞試驗的試驗裝置，從而無法實現對變電站絕緣子及金具的性能評估。

發明內容

本發明提供了一種變電材料彎扭疲勞試驗機，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決目前不能在同一試驗機開展彎曲強度試驗、扭轉強度試驗和疲勞試驗的問題。

本發明的技術方案是通過以下措施來實現的：一種變電材料彎扭疲勞試驗機，包括底座、加載裝置和扭轉頭，在底座上沿圓周固定有至少兩根立柱，在立柱頂部之間通過第一支架固定有動力輸出端豎直朝下的第一驅動機構，第一驅動機構的動力輸出端固定有能使加載裝置上下移動的第一絲杠螺母機構，在第一絲杠螺母機構上固定有拉力負荷傳感器以及能使扭轉頭左右移動的加載裝置，在立柱之間的底座上固定有轉盤，在底座內固定有能使轉盤轉動的第二驅動機構；在扭轉頭上固定安裝有扭矩傳感器。

下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進：

上述第一絲杠螺母機構包括第一絲杠和配合安裝在第一絲杠上的第一螺母，第一螺母安裝在第一絲杠上，第一絲杠與第一驅動機構的動力輸出端固定連接，在第一螺母上通過第二支架固定有加載裝置，在第一絲杠兩側的底座上固定有能防止第一螺母轉動的第一導向裝置，第一導向裝置包括位于第一絲杠左右兩側的左豎向軌道和右豎向軌道，第一螺母左右兩側分別通過卡塊卡裝在左豎向軌道和右豎向軌道內。