特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置及其試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置及其試驗方法，所述特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置包括內(nèi)側(cè)管母線，所述內(nèi)側(cè)管母線的兩端均設(shè)有單柱試驗機構(gòu)，所述單柱試驗機構(gòu)包括振動臺、安裝在所述振動臺的安裝平臺上的支架以及下端安裝在所述支架的安裝平臺上的單柱支柱絕緣子，所述單柱支柱絕緣子的上端設(shè)有配重件，所述配重件的上端設(shè)有與內(nèi)側(cè)管母線的對應(yīng)端連接的金具，所述單柱支柱絕緣子上設(shè)有至少一個加速度計、至少一個應(yīng)變計以及至少一個位移計。所述特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置及其試驗方法，試驗成本較低，能夠有效評估雙柱耦聯(lián)下的單柱支柱絕緣子的抗震性能。
【專利說明】
特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置及其試驗 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及變電站設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕 緣子抗震試驗裝置及其試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國輸變電工程向高壓、超高壓和特高壓方向發(fā)展，交流變電站和直流換流 站中裝備了大量的關(guān)鍵變電設(shè)備，這些關(guān)鍵變電設(shè)備一般通過支柱絕緣子進行支撐。傳統(tǒng) 的，在變電站中采用的支柱絕緣子多為陶瓷材料，陶瓷材料為脆性材料，其彈性模量較大， 但是抗沖擊性能和延性較差，一旦在內(nèi)部形成微小裂紋，就容易在地震中造成脆性斷裂破 壞，進而造成變電設(shè)備的損壞。近年來，復(fù)合支柱絕緣子因具有耐污性能好，重量輕，強度 高，抗沖擊性能好，不宜破碎等優(yōu)點，開始逐漸被電力系統(tǒng)接受并投入使用。
[0003] -般的，用于支撐管母線的復(fù)合支柱絕緣子是安裝在支架上面，由多個復(fù)合支柱 絕緣子組成的單柱支柱絕緣子需要支撐設(shè)置在其上部的均壓環(huán)和兩側(cè)的管母線等重量，由 于支架對地震波的放大作用，使得支撐管母線的單柱支柱絕緣子受到的地震強度大于實際 地震強度。為保證支撐的可靠性，需要研究多個單柱支柱絕緣子與管母線耦聯(lián)體系下的抗 震性能，尤其是應(yīng)用在一些高烈度地區(qū)時，需要進行抗震試驗，獲取單柱支柱絕緣子的抗震 性能。但是，現(xiàn)有針對多個單柱支柱絕緣子與管母線耦聯(lián)體系的抗震試驗研究較少，沒有能 夠較好評估單柱支柱絕緣子的抗震性能的抗震試驗裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、試驗成本較低、且 能夠有效評估單柱復(fù)合支柱絕緣子在地震作用下的抗震性能的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合 支柱絕緣子抗震試驗裝置及其試驗方法。
[0005] 其技術(shù)方案如下：
[0006] -種特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，包括內(nèi)側(cè)管母線，所述 內(nèi)側(cè)管母線的兩端均設(shè)有單柱試驗機構(gòu)，所述單柱試驗機構(gòu)包括振動臺、安裝在所述振動 臺的安裝平臺上的支架以及下端安裝在所述支架的安裝平臺上的單柱支柱絕緣子，所述單 柱支柱絕緣子的上端設(shè)有配重件，所述配重件的上端設(shè)有與內(nèi)側(cè)管母線的對應(yīng)端連接的金 具，所述支架的安裝平臺上設(shè)有至少一個加速度計以及至少一個位移計，所述單柱支柱絕 緣子上設(shè)有至少一個加速度計、至少一個應(yīng)變計以及至少一個位移計，所述金具上設(shè)有至 少一個加速度計，所述振動臺的安裝平臺上設(shè)有至少一個位移計，所述內(nèi)側(cè)管母線上設(shè)有 至少一個加速度計以及至少一個應(yīng)變計。
[0007] 在其中一個實施例中，所述單柱支柱絕緣子包括多個依次連接的復(fù)合支柱絕緣 子，所述復(fù)合支柱絕緣子包括絕緣子芯棒以及設(shè)置在所述絕緣子芯棒兩端的法蘭，設(shè)定沿 內(nèi)側(cè)管母線的軸線方向為X向，水平面內(nèi)垂直X向的方向為Y向，豎向為Z向；
[0008] 所述支架的安裝平臺上設(shè)有XYZ三向加速度計，最下端的所述復(fù)合支柱絕緣子下 端的法蘭與絕緣子芯棒的交接部位設(shè)有XY向加速度計，所述單柱支柱絕緣子的重心處設(shè)有 XY向加速度計，最上端的所述復(fù)合支柱絕緣子的中部設(shè)有XY向加速度計，最上端的所述復(fù) 合支柱絕緣子上端的法蘭頂部設(shè)有XYZ三向加速度計，所述金具上設(shè)有XY向加速度計，所述 內(nèi)側(cè)管母線沿其軸線方向的中部設(shè)有XYZ三向加速度計，沿其軸線方向的中部的兩側(cè)均設(shè) 有YZ向加速度計。
[0009] 在其中一個實施例中，所述應(yīng)變計包括一組應(yīng)變片，最下端的所述復(fù)合支柱絕緣 子下端的法蘭與絕緣子芯棒的交接處設(shè)有一組應(yīng)變片，最下端的所述復(fù)合支柱絕緣子上端 的法蘭與絕緣子芯棒的交接處設(shè)有一組應(yīng)變片，從下至上的第二個所述復(fù)合支柱絕緣子下 端的法蘭與絕緣子芯棒的交接處設(shè)有一組應(yīng)變片，最上端的所述復(fù)合支柱絕緣子上端的法 蘭與絕緣子芯棒的交接處設(shè)有一組應(yīng)變片，所述內(nèi)側(cè)管母線沿其軸線方向的中部和中部的 兩側(cè)均設(shè)有一組應(yīng)變片。
[0010] 在其中一個實施例中，所述內(nèi)側(cè)管母線沿其軸線方向的中部的兩側(cè)為所述內(nèi)側(cè)管 母線沿軸線方向的1/4處和3/4處。
[0011] 在其中一個實施例中，設(shè)置在所述復(fù)合支柱絕緣子上的一組應(yīng)變片包括八個應(yīng)變 片，八個應(yīng)變片沿絕緣子芯棒的周向等間距設(shè)置，設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)管母線上的一組應(yīng)變片 包括四個應(yīng)變片，四個應(yīng)變片沿內(nèi)側(cè)管母線的周向等間距設(shè)置。
[0012] 在其中一個實施例中，所述振動臺的安裝平臺上設(shè)有X向位移計，所述支架的安裝 平臺上設(shè)有X向位移計，第二個所述復(fù)合支柱絕緣子下端的法蘭上設(shè)有X向位移計，第三個 所述復(fù)合支柱絕緣子下端的法蘭上設(shè)有X向位移計。
[0013] 在其中一個實施例中，所述復(fù)合支柱絕緣子還包括套設(shè)在絕緣子芯棒外側(cè)的硅橡 膠護套，所述硅橡膠護套與所述絕緣子芯棒連接，所述硅橡膠護套通過硅橡膠膜纏繞所述 絕緣子芯棒形成，所述娃橡膠護套在所述絕緣子芯棒的外壁上均勻分布。
[0014] 在其中一個實施例中，所述硅橡膠護套包括沿絕緣子芯棒軸向方向設(shè)置的第一護 套和第二護套，所述第一護套遠離第二護套的端部與所述絕緣子芯棒一端的法蘭之間、所 述第一護套與第二護套之間、所述第二護套遠離第一護套的端部與所述絕緣子芯棒另一端 的法蘭之間均預(yù)留有安裝間隙，所述第一護套與第二護套之間的安裝間隙位于所述絕緣子 芯棒的中部。
[0015] 在其中一個實施例中，每根所述單柱支柱絕緣子包括五個復(fù)合支柱絕緣子，所述 配重件為鐵板。
[0016] -種特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的方法，利用上述所述的 特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置進行試驗，包括以下步驟：
[0017] 振動臺接收信號開始振動；
[0018] 單柱支柱絕緣子以及內(nèi)側(cè)管母線在振動臺的作用下振動，位于特高壓直流雙柱耦 聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置上的各個加速度計、應(yīng)變計以及位移計采集試驗數(shù)據(jù)并傳 輸至控制器；
[0019] 控制器轉(zhuǎn)換分析試驗數(shù)據(jù)，得出單柱支柱絕緣子在地震作用下的響應(yīng)。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0021] 所述特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，采用內(nèi)側(cè)管母線以及設(shè) 置在其兩端的單柱試驗機構(gòu)形成雙柱耦聯(lián)體系，通過雙柱耦聯(lián)體系可等效模擬變電站中多 個單柱支柱絕緣子與管母線耦聯(lián)的體系，模型效果與實際工況接近;在每個單柱試驗機構(gòu) 中，通過在單柱支柱絕緣子上端設(shè)置配重件，實際試驗時，可將配重件的質(zhì)量設(shè)置地與單柱 支柱絕緣子頂部原有的均壓環(huán)和外側(cè)管母線質(zhì)量相當(dāng)，進而配重件能夠等效模擬單柱支柱 絕緣子頂部原有的均壓環(huán)和外側(cè)管母線，進行抗震試驗時，不會影響整個試驗裝置的力學(xué) 性能，對抗震試驗沒有影響，無需額外設(shè)置價格較為昂貴的均壓環(huán)與外側(cè)管母線，結(jié)構(gòu)簡 單、制造成本較低。此外，通過在支架、單柱支柱絕緣子、金具、振動臺以及內(nèi)側(cè)管母線上設(shè) 置相應(yīng)的加速度計、應(yīng)變計和位移計，能夠從多個角度有效采集雙柱耦聯(lián)體系下單柱支柱 絕緣子在地震作用下的響應(yīng)，有效評估其抗震性能。所述特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕 緣子抗震試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，試驗成本較低，能夠有效評估雙柱耦聯(lián)下的單柱支柱絕緣子 的抗震性能。
[0022] 所述特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的試驗方法，采用上述所 述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置進行抗震試驗，能夠從多個角度有 效采集雙柱耦聯(lián)下單柱支柱絕緣子在地震作用下的響應(yīng)，有效評估單柱支柱絕緣子的抗震 性能，試驗成本低。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明實施例所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明實施例所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的 一個單柱試驗機構(gòu)的加速度計布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明實施例所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的 另一個單柱試驗機構(gòu)的加速度計的布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明實施例所述的內(nèi)側(cè)管母線的加速度計布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖5為本發(fā)明實施例所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的 一個單柱試驗機構(gòu)的應(yīng)變計布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖6為本發(fā)明實施例所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的 另一個單柱試驗機構(gòu)的應(yīng)變計布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖7為本發(fā)明實施例所述的內(nèi)側(cè)管母線的應(yīng)變計布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖8為本發(fā)明實施例所述的復(fù)合支柱絕緣子上的一組應(yīng)變片的布置結(jié)構(gòu)示意圖； [0031 ]圖9為本發(fā)明實施例所述的外側(cè)管母線上的一組應(yīng)變片的布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖10為本發(fā)明實施例所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置 的一個單柱試驗機構(gòu)的位移計布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖11為本發(fā)明實施例所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置 的另一個單柱試驗機構(gòu)的位移計布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖12為本發(fā)明實施例所述的復(fù)合支柱絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖13為本發(fā)明實施例所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置 的試驗方法的流程示意圖。
[0036] 附圖標記說明：
[0037] 10、內(nèi)側(cè)管母線，20、單柱試驗機構(gòu)，210、振動臺，212、振動臺的安裝平臺，220、支 架，222、支架的安裝平臺，230、單柱支柱絕緣子，232、復(fù)合支柱絕緣子，2321、絕緣子芯棒， 2322、法蘭，2323、硅橡膠護套，2323a、第一護套，2323b、第二護套，2324、安裝間隙，2325、固 定鋼絲，2326、固定墊塊，240、配重件，250、金具。
【具體實施方式】
[0038] 下面對本發(fā)明的實施例進行詳細說明：
[0039] 如圖1-12所示，一種特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，包括內(nèi) 側(cè)管母線10,所述內(nèi)側(cè)管母線10的兩端均設(shè)有單柱試驗機構(gòu)20,所述單柱試驗機構(gòu)20包括 振動臺210、安裝在所述振動臺210的安裝平臺212上的支架220以及下端安裝在所述支架 220的安裝平臺222上的單柱支柱絕緣子230,所述單柱支柱絕緣子230的上端設(shè)有配重件 240,所述配重件240的上端設(shè)有與內(nèi)側(cè)管母線10的對應(yīng)端連接的金具250,所述支架220的 安裝平臺222上設(shè)有至少一個加速度計以及至少一個位移計，所述單柱支柱絕緣子230上設(shè) 有至少一個加速度計、至少一個應(yīng)變計以及至少一個位移計，所述金具250上設(shè)有至少一個 加速度計，所述振動臺210的安裝平臺上設(shè)有至少一個位移計，所述內(nèi)側(cè)管母線10上設(shè)有至 少一個加速度計以及至少一個應(yīng)變計。其中，定義所述單柱支柱絕緣子230與支架220連接 的一端為下端，所述單柱支柱絕緣子230遠離支架220的一端為上端。
[0040] 本實施例中，所述配重件240為鐵板，制造方便、成本較低。所述支架220可以采用 實際工況中應(yīng)用的支架，支架220的剛度及其與單柱支柱絕緣子230的連接方式均與實際工 況相同，模型效果與實際工況接近，模擬效果好。所述加速度計可以為加速度傳感器，或可 測量加速度的其他元件、裝置或設(shè)備;所述應(yīng)變計可以為應(yīng)變傳感器，或可測量應(yīng)變的其他 元件、裝置或設(shè)備;所述位移計可以為位于傳感器，或可測量位移的其他元件、裝置或設(shè)備。 [0041]在地震中，單柱支柱絕緣子230頂部的均壓環(huán)與兩側(cè)管母線對單柱支柱絕緣子230 不起力學(xué)作用，其對單柱支柱絕緣子230的力學(xué)性能影響可簡化為集中質(zhì)量。所述特高壓直 流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，采用內(nèi)側(cè)管母線10以及設(shè)置在其兩端的單柱試 驗機構(gòu)20形成雙柱耦聯(lián)體系，通過雙柱耦聯(lián)體系可等效模擬變電站中多個單柱支柱絕緣子 230與管母線耦聯(lián)的體系，模型效果與實際工況接近;在該雙柱耦聯(lián)體系中，由于已設(shè)置內(nèi) 側(cè)管母線10,實際試驗時，可將每個單柱支柱絕緣子230上端的配重件240的質(zhì)量設(shè)置地與 單柱支柱絕緣子230頂部原有的均壓環(huán)和外側(cè)管母線質(zhì)量相當(dāng)，進而配重件240能夠等效模 擬單柱支柱絕緣子230頂部原有的均壓環(huán)和外側(cè)管母線，進行抗震試驗時，不會影響整個試 驗裝置的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，對抗震試驗沒有任何影響，且無需額外設(shè)置價格較為昂貴的均壓 環(huán)與外側(cè)管母線，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本較低。此外，通過在支架220、單柱支柱絕緣子230、金 具250、振動臺210以及內(nèi)側(cè)管母線10上設(shè)置相應(yīng)的加速度計、應(yīng)變計和位移計，能夠從多個 角度有效采集雙柱耦聯(lián)體系下單柱支柱絕緣子230在地震作用下的響應(yīng)，有效評估其抗震 性能。所述特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，試驗成本較低，能 夠有效評估雙柱耦聯(lián)下的單柱支柱絕緣子230的抗震性能。
[0042]具體的，所述單柱支柱絕緣子230包括多個依次連接的復(fù)合支柱絕緣子232,所述 復(fù)合支柱絕緣子232包括絕緣子芯棒2321以及設(shè)置在所述絕緣子芯棒2321兩端的法蘭 2322。本實施例中，每根所述單柱支柱絕緣子230包括五個復(fù)合支柱絕緣子232，該特高壓直 流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置可作為±800KV特高壓直流輸變電工程背景下的 抗震試驗裝置。本實施例中，設(shè)定沿內(nèi)側(cè)管母線10的軸線方向為X向，水平面內(nèi)垂直X向的方 向為Y向，豎向為Z向。
[0043]圖2、圖3中分別示意出了兩個單柱試驗機構(gòu)20上的加速度計布置后的測點情況， 圖4中示意出了內(nèi)側(cè)管母線10上的加速度計布置后的測點情況。如圖2、圖3、圖4所示，所述 支架220的安裝平臺222上設(shè)有XYZ三向加速度計(測點AX-1、AY-1、AZ-1和測點AX-7、AY-7、 AZ-7)，最下端的所述復(fù)合支柱絕緣子232下端的法蘭2322與絕緣子芯棒2321的交接部位設(shè) 有XY向加速度計(測點AX-2、AY-2和測點AX-8、AY-8)，所述單柱支柱絕緣子230的重心處設(shè) 有XY向加速度計(測點AX-3、AY-3和測點AX-9、AY-9)，最上端的所述復(fù)合支柱絕緣子232的 中部設(shè)有XY向加速度計(測點AX-4、AY-4和測點AX-10、AY-10)，最上端的所述復(fù)合支柱絕緣 子232上端的法蘭2322頂部設(shè)有XYZ三向加速度計(測點AX-5、AY-5、AZ-5和測點六乂-11、八￥-11、厶2-11)，所述金具250上設(shè)有乂￥向加速度計(測點4乂-6^￥-6和測點4乂-12^￥-12)，所述 內(nèi)側(cè)管母線10沿其軸線方向的中部設(shè)有XYZ三向加速度計(測點六乂-13^￥-13^2-13)，沿其 軸線方向的中部的兩側(cè)設(shè)有YZ向加速度計(測點AY-14、AZ-14和測點AY-15、AZ-15)。本實施 例中，所述內(nèi)側(cè)管母線沿其軸線方向的中部的兩側(cè)為所述內(nèi)側(cè)管母線10沿軸線方向的1/4 處和3/4處，測點設(shè)置合理。
[0044] 在地震中，支架220的安裝平臺、最上端的復(fù)合支柱絕緣子232上端的法蘭2322和 內(nèi)側(cè)管母線10中部受地震三向振動的影響較大，最下端的復(fù)合支柱絕緣子232下端的法蘭 2322與絕緣子芯棒2321的交接部位、單柱支柱絕緣子230的重心處、最上端的復(fù)合支柱絕緣 子232的中部、金具250以及內(nèi)側(cè)管母線10中部受地震XY向振動的影響較大，上述部位為地 震時易發(fā)生毀損的薄弱部位，通過在上述部位對應(yīng)設(shè)置XYZ三向加速度計和XY向加速度計， 可有效評估雙柱耦聯(lián)體系下單柱支柱絕緣子230在地震作用下的加速度響應(yīng)，評估其抗震 性能，且能較大程度的簡化加速度測點的布置，采用較少的加速度計便能有效評估單柱支 柱絕緣子230的抗震性能。
[0045] 圖5、圖6中分別示意出了兩個單柱試驗機構(gòu)20上的應(yīng)變計布置后的測點情況，圖7 中示意出了內(nèi)側(cè)管母線10上的應(yīng)變計布置后的測點情況。如圖5、圖6、圖7所示，所述應(yīng)變計 包括一組應(yīng)變片，最下端的所述復(fù)合支柱絕緣子232下端的法蘭2322與絕緣子芯棒2321的 交接處設(shè)有一組應(yīng)變片(測點S1-S8、S33-S40)，最下端的所述復(fù)合支柱絕緣子232上端的法 蘭2322與絕緣子芯棒2321的交接處設(shè)有一組應(yīng)變片(測點S9-S16、S41-S48)，從下至上的第 二個所述復(fù)合支柱絕緣子232下端的法蘭2322與絕緣子芯棒2321的交接處設(shè)有一組應(yīng)變片 (測點S17-S24、S49-S56)，最上端的所述復(fù)合支柱絕緣子232上端的法蘭2322與絕緣子芯棒 2321的交接處設(shè)有一組應(yīng)變片(測點S25-S32、S57-S64)，所述內(nèi)側(cè)管母線10沿其軸線方向 的中部和中部的兩側(cè)處均設(shè)有一組應(yīng)變片(測點369-372、365-368、373-376)。本實施例中， 所述內(nèi)側(cè)管母線沿其軸線方向的中部的兩側(cè)為所述內(nèi)側(cè)管母線10沿軸線方向的1/4處和3/ 4處，測點設(shè)置合理。
[0046] 采用上述布置方式，可檢測地震時易發(fā)生毀損的薄弱部位，較大程度的簡化應(yīng)變 測點的布置，采用較少應(yīng)變計的基礎(chǔ)上，便能有效評估雙柱耦聯(lián)體系下單柱支柱絕緣子230 在地震作用下的應(yīng)變響應(yīng)，評估其抗震性能。本實施例中，如圖8所示，設(shè)置在所述復(fù)合支柱 絕緣子232上的一組應(yīng)變片包括八個應(yīng)變片，八個應(yīng)變片沿絕緣子芯棒2321的周向等間距 設(shè)置，如圖9所示，設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)管母線10上的一組應(yīng)變片包括四個應(yīng)變片，四個應(yīng)變片 沿內(nèi)側(cè)管母線10的周向等間距設(shè)置。進而，能夠在復(fù)合支柱絕緣子232和內(nèi)側(cè)管母線10的各 個方位采集應(yīng)變數(shù)據(jù)，試驗數(shù)據(jù)全面、準確。
[0047]圖10、圖11中分別示意出了兩個單柱試驗機構(gòu)20上的位移計布置后的測點情況。 如圖10、圖11所示，所述振動臺210的安裝平臺212上設(shè)有X向位移計(測點T-D1、T-D2 )，所述 支架220的安裝平臺222上設(shè)有X向位移計(測點D1、D4)，第二個所述復(fù)合支柱絕緣子232下 端的法蘭2322上設(shè)有X向位移計（測點D2、D5)，第三個所述復(fù)合支柱絕緣子232下端的法蘭 2322上設(shè)有X向位移計(測點D3、D6)。在地震中，單柱支柱絕緣子230受X向振動的影響較大， 采用上述布置方式，可檢測地震時易發(fā)生毀損的薄弱部位，在較大程度的簡化位移測點的 布置，采用較少位移計的基礎(chǔ)上，便能有效評估雙柱耦聯(lián)下單柱支柱絕緣子230在地震作用 下的位移響應(yīng)，評估其抗震性能。
[0048] 本實施例中，如圖12所示，所述復(fù)合支柱絕緣子232還包括套設(shè)在絕緣子芯棒2321 外側(cè)的硅橡膠護套2323,所述硅橡膠護套2323與所述絕緣子芯棒2321連接，所述硅橡膠護 套2323通過硅橡膠膜纏繞所述絕緣子芯棒2321形成，為多層膜狀結(jié)構(gòu)，所述硅橡膠護套 2323在所述絕緣子芯棒2321的外壁上均勻分布。一般的，復(fù)合支柱絕緣子232的絕緣子芯棒 2321與硅橡膠傘裙是分離模式，絕緣子芯棒2321為主要受力構(gòu)件，硅橡膠傘裙為附屬結(jié)構(gòu)， 硅橡膠傘裙在地震中不起力學(xué)作用，其對力學(xué)性能的影響可簡化為分布質(zhì)量。實際需要對 某一型號的復(fù)合支柱絕緣子232進行抗震試驗時，可將與該型號復(fù)合支柱絕緣子232的硅橡 膠傘裙質(zhì)量相當(dāng)?shù)墓柘鹉z膜均勻纏繞在絕緣子芯棒2321的外壁上，使硅橡膠護套2323的質(zhì) 量與該型號復(fù)合支柱絕緣子232原有的硅橡膠傘裙質(zhì)量相當(dāng)，硅橡膠護套2323即能夠等效 模擬復(fù)合支柱絕緣子232原有的硅橡膠傘裙，該復(fù)合支柱絕緣子232即可等效模擬現(xiàn)有的復(fù) 合支柱絕緣子以進行抗震試驗。所述復(fù)合支柱絕緣子232采用硅橡膠護套2323來等效模擬 原有的硅橡膠傘裙，硅橡膠護套2323與硅橡膠傘裙材料相同、質(zhì)量相當(dāng)，其在力學(xué)上可視為 等效代替，對抗震試驗沒有影響，無需另行制造適于試驗的硅橡膠傘裙，所述復(fù)合支柱絕緣 子232結(jié)構(gòu)簡單，可進一步降低試驗成本。
[0049]所述硅橡膠護套2323包括沿絕緣子芯棒2321軸向方向設(shè)置的第一護套2323a和第 二護套2323b，所述第一護套2323a遠離第二護套2323b的端部與所述絕緣子芯棒2321-端 的法蘭2322之間、所述第一護套2323a與第二護套2323b之間、所述第二護套2323b遠離第一 護套2323a的端部與所述絕緣子芯棒2321另一端的法蘭2322之間均預(yù)留有安裝間隙2324， 所述第一護套2323a與第二護套2323b之間的安裝間隙2324位于所述絕緣子芯棒2321的中 部。通過預(yù)留安裝間隙2324,可便于上述加速度計、應(yīng)變計以及位移計的布置。與原有的復(fù) 合支柱絕緣子相比，原有結(jié)構(gòu)由于采用硅橡膠傘裙，使得絕緣子芯棒2321沒有暴露在外，而 為滿足試驗精度的要求，試驗中的傳感器需要直接與絕緣子芯棒2321接觸，這使得試驗時 需要對硅橡膠傘裙重新加工，制造難度大、測點布置難度大，且價格昂貴，本實施例所述的 復(fù)合支柱絕緣子232采用上述結(jié)構(gòu)后，結(jié)構(gòu)簡單、便于制造、制造成本較低，可根據(jù)確定好的 測定位置，預(yù)先留出安裝間隙2324便于傳感器的布置，極大地方便了抗震試驗的測點布置， 有利于提高抗震試驗的測量準確性。
[0050]本實施例中，所述第一護套2323a的外側(cè)設(shè)有用于環(huán)向固定其自身的固定鋼絲 2325,所述第二護套2323b的外側(cè)設(shè)有用于環(huán)向固定其自身的固定鋼絲2325,所述安裝間隙 2324處均設(shè)有縱向固定組件，所述縱向固定組件用于縱向固定所述第一護套2323a和第二 護套2323b。所述硅橡膠護套2323通過固定鋼絲2325以及縱向固定組件固定在絕緣子芯棒 2321的外壁上。固定鋼絲2325用于在環(huán)向方向上固定第一護套2323a、第二護套2323b，縱向 固定組件用于在縱向方向固定第一護套2323a、第二護套2323b，防止第一護套2323a與第二 護套2323b滑落。在進行抗震試驗中，所述硅橡膠護套2323能夠被可靠地固定在絕緣子芯棒 2321上，不易滑落，不會影響試驗結(jié)果。具體的，所述縱向固定組件包括沿絕緣子芯棒2321 的周向均勻布置的四塊木質(zhì)的固定墊塊2326以及用于環(huán)向固定所述固定墊塊2326的固定 鋼絲2325,固定墊塊2326能夠在縱向方向頂住第一護套2323a與第二護套2323b，進而有效 防止第一護套2323a和第二護套2323b滑落，縱向固定效果好。
[0051]本實施例所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，通過對加速 度計、應(yīng)變計以及位移計的布置位置及方向布置進行設(shè)計，可較大程度的簡化各測點的布 置，在采用較少的加速度計、應(yīng)變計以及位移計的基礎(chǔ)上，檢測地震時易發(fā)生毀損的薄弱部 位，有效評估雙柱耦聯(lián)體系下的單柱支柱絕緣子230在地震作用下的位移響應(yīng)，評估其抗震 性能。通過對單柱試驗機構(gòu)20以及單柱支柱絕緣子230結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本 低，便于測點布置，可降低試驗成本。
[0052]如圖1、圖13所示，一種特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的試驗 方法，利用上述所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置進行試驗，包括 以下步驟：
[0053] S100:振動臺210接收信號開始振動。具體的，信號可以為地震波型號、地震波輸入 方向、加速度峰值等。所述地震波的選取可以為云南波三向、TAFT地震波三向、EL-CENTR0地 震波三向、人工地震波三向中的一種、兩種或多種，進而能夠模擬不同地震環(huán)境，全面準確 地進行抗震測試。
[0054] S200:單柱支柱絕緣子230以及內(nèi)側(cè)管母線10在振動臺210的作用下振動，位于特 高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置上的各個加速度計、應(yīng)變計以及位移計采 集試驗數(shù)據(jù)并傳輸至控制器；
[0055] S300:控制器轉(zhuǎn)換分析試驗數(shù)據(jù)，得出單柱支柱絕緣子230在地震作用下的響應(yīng)。
[0056] 所述特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的試驗方法，采用上述所 述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置進行抗震試驗，能夠從多個角度有 效采集雙柱耦聯(lián)下單柱支柱絕緣子230在地震作用下的響應(yīng)，有效評估單柱支柱絕緣子230 的抗震性能，試驗成本低。
[0057] 具體的，采用上述特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置進行抗震試 驗時，試驗工況為：
[0060] 采用上述試驗工況進行抗震試驗，依次檢測加速度峰值由小變大的過程、改變地 震波的輸入方向，并配合不同類型的地震波，試驗數(shù)據(jù)充分全面準確。本實施例所述的雙柱 耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗及方法，不僅能夠得到雙柱耦聯(lián)體系下的單柱支柱絕緣子 230的抗震性能，還可適用于對復(fù)合支柱絕緣子232的抗震性能的科研研究、招標采購等項 目中。
[0061] 以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實 施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存 在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。
[0062] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護 范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1. 一種特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，其特征在于，包括內(nèi)側(cè)管 母線，所述內(nèi)側(cè)管母線的兩端均設(shè)有單柱試驗機構(gòu)，所述單柱試驗機構(gòu)包括振動臺、安裝在 所述振動臺的安裝平臺上的支架以及下端安裝在所述支架的安裝平臺上的單柱支柱絕緣 子，所述單柱支柱絕緣子的上端設(shè)有配重件，所述配重件的上端設(shè)有與內(nèi)側(cè)管母線的對應(yīng) 端連接的金具，所述支架的安裝平臺上設(shè)有至少一個加速度計以及至少一個位移計，所述 單柱支柱絕緣子上設(shè)有至少一個加速度計、至少一個應(yīng)變計以及至少一個位移計，所述金 具上設(shè)有至少一個加速度計，所述振動臺的安裝平臺上設(shè)有至少一個位移計，所述內(nèi)側(cè)管 母線上設(shè)有至少一個加速度計以及至少一個應(yīng)變計。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，其特征 在于，所述單柱支柱絕緣子包括多個依次連接的復(fù)合支柱絕緣子，所述復(fù)合支柱絕緣子包 括絕緣子芯棒以及設(shè)置在所述絕緣子芯棒兩端的法蘭，設(shè)定沿內(nèi)側(cè)管母線的軸線方向為X 向，水平面內(nèi)垂直X向的方向為Y向，豎向為Z向； 所述支架的安裝平臺上設(shè)有XYZ三向加速度計，最下端的所述復(fù)合支柱絕緣子下端的 法蘭與絕緣子芯棒的交接部位設(shè)有XY向加速度計，所述單柱支柱絕緣子的重心處設(shè)有XY向 加速度計，最上端的所述復(fù)合支柱絕緣子的中部設(shè)有XY向加速度計，最上端的所述復(fù)合支 柱絕緣子上端的法蘭頂部設(shè)有XYZ三向加速度計，所述金具上設(shè)有XY向加速度計，所述內(nèi)側(cè) 管母線沿其軸線方向的中部設(shè)有XYZ三向加速度計，沿其軸線方向的中部的兩側(cè)均設(shè)有YZ 向加速度計。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，其特征 在于，所述應(yīng)變計包括一組應(yīng)變片，最下端的所述復(fù)合支柱絕緣子下端的法蘭與絕緣子芯 棒的交接處設(shè)有一組應(yīng)變片，最下端的所述復(fù)合支柱絕緣子上端的法蘭與絕緣子芯棒的交 接處設(shè)有一組應(yīng)變片，從下至上的第二個所述復(fù)合支柱絕緣子下端的法蘭與絕緣子芯棒的 交接處設(shè)有一組應(yīng)變片，最上端的所述復(fù)合支柱絕緣子上端的法蘭與絕緣子芯棒的交接處 設(shè)有一組應(yīng)變片，所述內(nèi)側(cè)管母線沿其軸線方向的中部和中部的兩側(cè)均設(shè)有一組應(yīng)變片。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，其特征 在于，所述內(nèi)側(cè)管母線沿其軸線方向的中部的兩側(cè)為所述內(nèi)側(cè)管母線沿軸線方向的1/4處 和3/4處。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，其特征 在于，設(shè)置在所述復(fù)合支柱絕緣子上的一組應(yīng)變片包括八個應(yīng)變片，八個應(yīng)變片沿絕緣子 芯棒的周向等間距設(shè)置，設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)管母線上的一組應(yīng)變片包括四個應(yīng)變片，四個應(yīng) 變片沿內(nèi)側(cè)管母線的周向等間距設(shè)置。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，其特征 在于，所述振動臺的安裝平臺上設(shè)有X向位移計，所述支架的安裝平臺上設(shè)有X向位移計，第 二個所述復(fù)合支柱絕緣子下端的法蘭上設(shè)有X向位移計，第三個所述復(fù)合支柱絕緣子下端 的法蘭上設(shè)有X向位移計。7. 根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝 置，其特征在于，所述復(fù)合支柱絕緣子還包括套設(shè)在絕緣子芯棒外側(cè)的硅橡膠護套，所述硅 橡膠護套與所述絕緣子芯棒連接，所述硅橡膠護套通過硅橡膠膜纏繞所述絕緣子芯棒形 成，所述硅橡膠護套在所述絕緣子芯棒的外壁上均勻分布。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置，其特征 在于，所述硅橡膠護套包括沿絕緣子芯棒軸向方向設(shè)置的第一護套和第二護套，所述第一 護套遠離第二護套的端部與所述絕緣子芯棒一端的法蘭之間、所述第一護套與第二護套之 間、所述第二護套遠離第一護套的端部與所述絕緣子芯棒另一端的法蘭之間均預(yù)留有安裝 間隙，所述第一護套與第二護套之間的安裝間隙位于所述絕緣子芯棒的中部。9. 根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝 置，其特征在于，每根所述單柱支柱絕緣子包括五個復(fù)合支柱絕緣子，所述配重件為鐵板。10. -種特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置的方法，其特征在于，利用 權(quán)利要求1-9任一項所述的特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù)合支柱絕緣子抗震試驗裝置進行試驗， 包括以下步驟： 振動臺接收信號開始振動； 單柱支柱絕緣子以及內(nèi)側(cè)管母線在振動臺的作用下振動，位于特高壓直流雙柱耦聯(lián)復(fù) 合支柱絕緣子抗震試驗裝置上的各個加速度計、應(yīng)變計以及位移計采集試驗數(shù)據(jù)并傳輸至 控制器； 控制器轉(zhuǎn)換分析試驗數(shù)據(jù)，得出單柱支柱絕緣子在地震作用下的響應(yīng)。
【文檔編號】G01M7/02GK106052997SQ201610553596
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】羅兵, 卓然, 黃瑩, 惠寶軍, 盧毓欣
【申請人】南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司