CN100443878C - 用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

一种用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置，包括：一加热单元，设置在位于一个加热炉中的聚合物绝缘体的下方，用于提供加热源；一个拉伸力提供单元，设置成与所述聚合物绝缘体位于同一直线上，用于在所述聚合物绝缘体的相对端固定到固定夹具时为所述聚合物绝缘体提供一拉伸力；一个拉伸力测量单元，用于测量施加于所述聚合物绝缘体的拉伸力，所述拉伸力测量单元包括一测力计，该测力计用于将由所述拉伸力提供单元所产生的聚合物绝缘体的应变量转化为电阻以测量负载，所述测力计设置在与所述拉伸力提供单元相同的直线上，并位于其后面；以及一数据存储/输出单元，用于存储和输出所述加热单元的温度以及由所述拉伸力测量单元测量的数据值。

Description

用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置

技术领域

本发明涉及一种用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置，更具体地，涉及一种可以对电力传输线上使用的聚合物绝缘体的耐火性和拉伸力同时进行测量和试验的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置，其并可模拟火灾状况并使所述聚合物绝缘体体处于模拟火灾的状况之下，籍此推定聚合物绝缘体的性能和负载、替换或维修所述聚合物绝缘体，并因此避免事故的发生以及资源、生命和财产的损失。

背景技术

通常，韩国使用的将近99％绝缘体是陶瓷绝缘体。另一方面，聚合物绝缘体由于其低成本、容易安装和轻的重量而越来越多在其它国家使用。为此，聚合物绝缘体的使用在韩国受到仔细检查。然而，韩国将近70％的地区包括山区，因而迫切需要当森林火灾发生时，对聚合物绝缘体进行检查。

同时，在韩国对聚合物绝缘体进行拉伸力试验，但不进行聚合物绝缘体的耐火试验。而且，没有测量在火灾发生时聚合物绝缘体的抗张强度和断裂负载。因为试验装置和方法复杂并很难操作，所以不进行聚合物绝缘体基于温度变化的可靠性试验。因此，在韩国聚合物绝缘体的可靠性严重降低。

发明内容

因此，本发明考虑解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种用于聚合物绝缘体的森林火灾试验装置，其可以测量和试验用于电力传输线上的聚合物绝缘体的耐火性和拉伸力，以推定所述聚合物绝缘体的质量和可靠性，从而能够同时测量该聚合物绝缘体基于与森林火灾相似的温度变化(环境温度高达600℃)的拉伸力(0到50吨)和断裂负载，籍此估计所述聚合物绝缘体的性能和在森林火灾发生时所产生的负载，因此，避免事故的发生以及资源、生命以及财产的损失。

依据本发明，以上和其它目的可以通过提供一种用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置而完成，所述模拟试验装置包括：一加热单元，其设置在一聚合物绝缘体的下方用于提供加热源，而该聚合物绝缘体放置在一个加热炉中；一个放置在与所述聚合物绝缘体相同直线上的拉伸力提供单元，其用于在所述聚合物绝缘体固定于固定夹具时为所述聚合物绝缘体提供一拉伸力；一个拉伸力测量单元，其用于测量施加于所述聚合物绝缘体的拉伸力，所述拉伸力测量单元包括一测力计，该测力计用于将由所述拉伸力提供单元产生的聚合物绝缘体的应变量转化为电阻以测量负载，所述测力计位于与所述拉伸力提供单元相同的直线上，并设置在该拉伸力提供单元的后面；以及一数据存储/输出单元，其用于存储和输出所述加热单元的温度数据以及拉伸力测量单元的拉伸力数据；其中，所述加热单元包括：一燃烧器，其具有多个设置在其上的喷嘴，用于通过所述喷嘴发射火焰；以及一个提升柄，其用于将所述燃烧器提升到一预定高度。

根据本发明，聚合物绝缘体固定到所述试验装置的固定夹具，热量从所述聚合物绝缘体的下方作用于所述聚合物绝缘体，同时拉伸力作用于聚合物绝缘体。这样进行所述拉伸力试验。因此，所述聚合物绝缘体处于与一场真实的火灾相同的状况之下，籍此估算所述聚合物绝缘体的负载性能，替换或修理所述聚合物绝缘体，因此避免事故的发生。并且，所述聚合物绝缘体的耐火和拉伸力试验可以在与一场真实的火灾相同的温度下进行。

优选地，所述用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置进一步包括：多个传感器，其安装在所述燃烧器的一预定位置处，用于检测由燃烧器产生的火焰温度；以及一个火焰控制单元，其用于将由所述传感器检测到的火焰温度与一预定温度相比较，以控制火焰温度等于所述预定温度。因此，对测量燃烧器中的温度的传感器的输出值进行平均——所述燃烧器为所述聚合物绝缘体提供高温——并且所述火焰控制单元控制该平均温度与所述预定温度相等。

优选地，传感器的数目至少有三个。具体地，所述传感器安装在燃烧器内部燃烧器的前部、中部和后部。对通过传感器检测而检测到的火焰温度进行平均，同时控制平均火焰温度与所述预定温度相等。

优选地，所述用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置进一步包括：一个拉伸力控制单元，其用于基于一预先输入到所述拉伸力提供单元的预定拉伸力控制施加到所述聚合物绝缘体的拉伸力。因此，在进行所述聚合物绝缘体的耐火和拉伸力试验时，拉伸力测量范围保持恒定。

优选地，所述数据存储/输出单元包括：一个计算机，其用于处理和存储由所述主控单元控制的加热单元的温度和所述拉伸力的输出值；以及一个输出装置，其用于从所述计算机中以硬拷贝输出最终输出值。从而，实时计算并以硬拷贝实时输出所述聚合物绝缘体的耐火和拉伸力试验的结果。

优选地，所述数据存储/输出单元进一步包括：一个显示屏，其用于实时地显示所述燃烧器的真实温度和预定温度及其曲线图，以及实时地显示根据算法处理后的、从所述聚合物绝缘体的拉伸力试验获得的试验结果和输出值及所述聚合物绝缘体的结果断裂曲线图。从而，操作者可以实时清楚地得知测量值的信息。

附图说明

通过结合下面附图而进行的详细描述将可更好地理解本发明上面和其它目的、特征以及其它优点，在所述附图中：

图1示出了根据本发明的优选实施例的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置的侧视图；

图2示出了根据本发明的优选实施例的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置的俯视图；

图3为一流程图，示出了根据本发明的优选实施例的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置所执行的过程；

图4示出了一个显示屏的视图，该显示屏实时地显示了根据本发明优选实施例的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置所测量到的试验数据。

具体实施方式

现在，参照附图详细描述本发明的一个优选实施例。

图1为根据本发明优选实施例的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置的侧视图，图2为根据本发明优选实施例的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置的俯视图，图3为一流程图，其示出了根据本发明的优选实施例的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置所进行的过程，图4示出了一个显示屏的视图，该显示屏用于实时显示根据本发明的优选实施例的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置所测量的试验数据。

如图1所示，根据本发明的优选实施例的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置包括：一个安装在一基座100上的加热炉110，所述加热炉110具有一室112，聚合物绝缘体132的耐火和拉伸力试验在该室中进行；一加热单元120，其设置在位于所述加热炉110中的所述聚合物绝缘体132之的下方，用于提供加热源；一个与所述加热单元120连接的火焰控制单元160，用于将火焰温度与一预定温度相比较，以控制所述火焰温度等于所述预定温度；一拉伸力提供单元140，其用于在将所述聚合物绝缘体132的相对端固定到固定夹具130时，为所述聚合物绝缘体132提供拉伸力；一拉伸力控制单元(未示出)，用于控制所述拉伸力提供单元140的拉伸力；一个拉伸力测量单元150，其利用一测力计L测量由所述拉伸力提供单元140施加于所述聚合物绝缘体132的拉伸力；以及一个主控单元(未示出)，用于控制所述加热单元120的温度以及所述拉伸力提供单元140的拉伸力，并将拉伸力的测量值传送到一数据存储/输出单元170，该数据存储/输出单元170存储和输出加热单元120的温度以及由所述拉伸力测量单元150测量的数值。

所述加热炉110安装在所述基座100上。所述加热炉110由一种特殊材料例如耐火材料制成，使其可稳定地维持所述加热炉110的安全，并且所述加热炉110的温度变化最小。所述加热炉110的室112中设置有所述固定夹具130，其成对设置用于固定所述需进行测试的聚合物绝缘体132的相对端。所述室112的一侧安装有一个开关式的耐火玻璃窗114，操作者通过该耐火玻璃窗可确定所述聚合物绝缘体132的变化。

在加热炉110的内底面的一端竖直安装有一固定件116。在所述固定件116的内边缘部件上设置有水平轴杆S，其延伸出所述加热炉110之外。所述水平轴杆S的末端由另一固定件116固定。在所述水平轴杆S上安装有一个移动件118，其可以沿所述水平轴杆S滑动。所述拉伸力提供单元140安装在所述移动件118的一侧。

如上所描述的，所述固定夹具130成对设置。所述固定夹具130中的一个固定到所述左侧固定件116的加载台119上，而另一个固定夹具130固定到另一加载台119上，该另一加载台119与所述拉伸力提供单元140的一活塞杆142的前端接触。这对固定夹具130设置成与所述活塞杆142位于同一直线上。

如图2所示，在装载台119之间成对设置的所述固定夹具130借助于一个水平连接到所述固定夹具130的手柄H可移入和移出加热炉110。当要将所述聚合物绝缘体132固定到所述固定夹具130上时或要将所述聚合物绝缘体132从所述固定夹具130上分离时，使用者拉动手柄H，从而将固定夹具130从所述加热炉110中拉出。另一方面，当要检测所述聚合物绝缘体132时，使用者将所述手柄H推入加热炉110中。这样，聚合物绝缘体132很容易固定到所述固定夹具130上或与其分离。

所述加热单元120包括：一设置在所述加热炉110的室112下面的燃烧器122，其用于燃烧液化石油气(LPG)以提供相同的加热源作为假想的火；喷嘴124，其设置在燃烧器122之上用于发射火焰；以及一个安装在所述燃烧器122的侧面的提升柄126，其用于升高所述燃烧器122。

具体地，所述燃烧器122的中部和后部安装有用于检测火焰温度的传感器(未示出)。所检测的火焰温度输出到所述主控单元(未示出)以及所述数据存储/输出单元170中。

连接所述火焰控制单元160以控制所述加热单元120的燃烧器122的温度。具体地，所述控制单元160将对通过安装在所述燃烧器122中的传感器而检测到的火焰温度进行平均，并控制该平均火焰温度等于一预定的温度，该预定温度是根据模拟火灾情况而预先输入的。

所述拉伸力提供单元140是一个包括有一活塞杆142的液压缸，活塞杆142的前端固定到所述固定夹具130之一。所述活塞杆142在液压缸内进行线性往复运动。所述移动件118固定到活塞杆142的中部。所述测力计L安装在所述活塞杆142的后端，用于将聚合物绝缘体的应变量转化为电阻以测量拉伸力载荷。另外，设置有该拉伸力控制单元(未示出)以控制液压缸的压力，该压力张紧所述聚合物绝缘体132。

所述拉伸力测量单元150安装在所述活塞杆142的中部。所述拉伸力测量单元150电连接到所述测力计L，用于将由所述测力计L检测到的拉伸力载荷值输出到所述数据存储/输出单元170。

所述主控单元(未示出)控制火焰温度与所述加热单元120的预定温度相等，并确定拉伸力的一测量值，该测量值通过将拉伸力提供单元140的拉伸力作用于所述聚合物绝缘体132而获得。

所述数据存储/输出单元170包括：一计算机172，其用于处理和存储加热器120的温度以及由拉伸力测量单元150测量的数据值；一输出装置174，例如一打印机，用于以硬拷贝从计算机172输出最后输出值；一显示屏176，其用于实时输出所述燃烧器122的温度以及由所述聚合物绝缘体132的拉伸力试验所获得的试验值和输出值；以及一个操纵部件178，其用于允许一操作者人工输入试验条件。

如图4所示，显示屏176实时显示燃烧器122的温度和根据算法处理后的从拉伸力试验获得的试验值和输出值。具体地，由操作者预设的预定温度和由安装在所述燃烧器122内的三个传感器检测的火焰温度以数字和图表的形式显示在所述显示屏176上。同样，为所述拉伸力提供单元140预设的所述预定拉伸力、拉伸时间、拉伸力载荷和由所述拉伸力控制单元提供的断裂载荷、以及所述聚合物绝缘体132的型号也输出显示在所述显示屏176上。另外，在聚合物绝缘体132被拉伸然后断裂时的应力-应变图也显示在所述显示屏176上。

有必要将所述固定夹具130、所述拉伸力提供单元140以及所述拉伸力测量单元150共线布置。

现在，将描述具有根据本发明的上述结构的用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置的操作。

为了测量所述聚合物绝缘体132的耐火性和拉伸力载荷，如图1到3所示，一操作者使用所述数据存储/输出单元170的所述操纵部件178输入预定温度、预定拉伸力、拉伸时间和拉伸力载荷值。

随后，操作者拉动连接到设置于该对装载台119之间的所述固定夹具130的所述手柄H，使得所述固定夹具130沿所述装载台119滑动。在所述固定夹具130向外运动完成后，操作者将所述聚合物绝缘体132固定到所述固定夹具130上，然后当加热炉110的内部温度达到预定温度时，操作者推动所述手柄H，从而将所述聚合物绝缘体132载入所述加热炉110的室112中。

在所述聚合物绝缘体132载入到所述加热炉110的室112中后，用于控制所述拉伸力提供单元140的所述拉伸力控制单元根据设定于所述测力计L的载荷施加所述预定拉伸力。所述预定拉伸力连续作用所述预定拉伸时间。在所述预定载荷保持期间，设置在所述聚合物绝缘体132之下的所述加热单元120的燃烧器122被点燃，并且所述燃烧器的火焰温度由所述火焰控制单元160控制，使得火焰温度与预定温度相等。同样，操作者利用所述提升柄126竖直移动燃烧器122。具体地，将由安装在所述燃烧器122内的传感器实时测量的火焰温度平均，并且控制平均火焰温度与所述预定温度相等。

随后，增加通过所述拉伸力提供单元140的活塞杆142作用于所述聚合物绝缘体132上的拉伸力，并且增加的拉伸力由所述拉伸力控制单元控制。在预定拉伸时间过去，并且拉伸力达到预定拉伸力时，拉伸力由连接到测力计L的拉伸力测量单元150测量。拉伸力试验的结果值和火焰温度的测量值由所述主控单元比较并处理，并且输出在所述数据存储/输出单元170的显示屏176上。

具体地，拉伸力试验的结果值和火焰温度的测量值实时地存储在所述数据存储/输出单元170直到预定时间过去，并且对齐进行比较和计算。结果值输出到该输出装置174。

存储值以试验记录的形式输出，该试验记录在使用者的请求之下输出。

如上所述，进行森林火灾模拟试验以同时测量和试验所述聚合物绝缘体132的耐火性和拉伸力载荷。并且，同时进行质量和可靠性试验。因此，估算出所述聚合物绝缘体132的性能和在森林火灾发生时产生的负载，从而避免严重的事故。因而，有效地避免资源、生命和财产的损失。

从以上描述可清楚地得知，在将森林火灾发生时所施加的温度和拉伸力提供到所述聚合物绝缘体时，用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置可以测量和试验聚合物绝缘体的耐火性和拉伸力载荷。因此，可估算出所述聚合物绝缘体132的性能和在森林火灾发生时产生的负载，并且替换或修理所述聚合物绝缘体。因而，本发明具有避免发生事故和避免资源、生命及财产损失的作用。

尽管为了示例的目的公开了本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员将理解，可作出各种修改、补充和替换而不背离如附加权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (10)

1.一种用于聚合物绝缘体的森林火灾模拟试验装置，包括：

一加热单元，设置在位于一加热炉内的聚合物绝缘体的下方，用于提供加热源；

一个拉伸力提供单元，设置成与所述聚合物绝缘体位于同一直线上，其用于在所述聚合物绝缘体的相对端固定到固定夹具时为所述聚合物绝缘体提供一拉伸力；

一个拉伸力测量单元，其用于测量施加于所述聚合物绝缘体的拉伸力，所述拉伸力测量单元包括一测力计，该测力计用于将由所述拉伸力提供单元所产生的聚合物绝缘体的应变量转化为电阻以测量负载，所述测力计设置在与所述拉伸力提供单元相同的直线上，并位于该拉伸力提供单元的后面；以及

一数据存储/输出单元，用于存储和输出所述加热单元的温度以及由所述拉伸力测量单元测量的数据值。

其特征在于，所述加热单元包括：一燃烧器，其上设置有多个喷嘴，用于通过所述喷嘴发射火焰；以及一个提升柄，用于将所述燃烧器提升到一预定高度。

2.如权利要求1所述的装置，其进一步包括：

多个传感器，安装在所述燃烧器的预定位置处，用于检测由该燃烧器产生的火焰的温度；以及

一个火焰控制单元，用于将由所述传感器检测到的火焰温度与一预定温度相比较，以控制火焰温度等于所述预定温度。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述传感器的数目至少为三个。

4.如权利要求1所述的装置，其进一步包括：

一拉伸力控制单元，用于基于一个预先输入到所述拉伸力提供单元的预定拉伸力控制施加到所述聚合物绝缘体的拉伸力。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述拉伸力提供单元是一液压缸。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述拉伸力控制单元通过控制所述液压缸的压力来控制拉伸力。

7.如权利要求1所述的装置，其进一步包括：

一主控单元，用于控制所述加热单元的温度和所述拉伸力提供单元的拉伸力，并且将拉伸力的测量值传送到一输出装置。

8.如权利要求7所述的装置，其中，所述数据存储/输出单元包括：

一个计算机，用于处理和存储由所述主控单元控制的加热单元的温度和所述拉伸力提供单元的拉伸力输出值；以及

一个输出装置，其用于从计算机中以硬拷贝输出最终的输出值。

9.如权利要求8所述的装置，其中，所述数据存储/输出单元进一步包括：

一个操纵部件，其用于允许一操作者人工输入操作条件。

10.如权利要求8所述的装置，所述数据存储/输出单元进一步包括：

一个显示屏，其用于实时地显示所述燃烧器的真实温度和预定温度及其曲线图，以及实时地显示根据算法处理后的、从所述聚合物绝缘体的拉伸力试验获得的试验结果和输出值及所述聚合物绝缘体的结果断裂曲线图。

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