CN105158088B

CN105158088B - 一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置

Info

Publication number: CN105158088B
Application number: CN201510342569.0A
Authority: CN
Inventors: 赵志刚; 李金忠; 高飞; 郭锐; 仇宇舟; 汪可; 孙倩; 吴超; 徐曼; 丁奕斌
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2019-03-12
Anticipated expiration: 2035-06-19
Also published as: CN105158088A

Abstract

本发明提供了一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，该装置包括由水平方向设置的锤头和底座及其两侧竖直设置的导向组件组成的支撑架、液压系统和测量控制系统，底座上同轴依次叠放夹具、传感器和传力架，传力架上表面均匀设置有波形发生器。该装置可实现模拟变压器高压线圈、低压线圈的单独和组合工况下，对线圈的冲击作用，避免仅能组合线圈同时作用的限制，规格能满足实际冲击工况和量级，满足多型号压板的检测，结构简单，制作简单，成本低廉，容易安装和拆卸，装置设有从上而下的通孔，方便检测过程中观测检测试样的状态，且设有多重安全防护措施，多方面确保设备在工作时锤头不会因意外跌落而危及人身和设备安全。

Description

一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置

技术领域

本发明涉及一种装置，具体讲涉及一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置。

背景技术

变压器压板组件是变压器的重要组件，根据GB1094.5-2008《电力变压器第5部分：承受短路的能力》的要求，变压器压板要能承受线圈意外短路时产生的冲击力，压板的屈服极限要求≥80MPa。

变压器的压板组件结构复杂，不同的结构所产生的应力集中点位置不同，变压器一般由又存在高压线圈、中压线圈、低压线圈和调压线圈组成，各线圈与压板组件的接触面积、安装方式不尽相同。线圈意外短路时，其中的不同线圈的短路情况产生大小不同的冲击力，甚至造成压板组件的损坏。

发明内容

为克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，该装置装置可实现模拟变压器高压线圈、低压线圈的单独和组合工况下，对线圈的冲击作用，避免仅能组合线圈同时作用的限制，规格能满足实际冲击工况和量级，满足多型号压板的检测。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，装置包括由水平方向设置的锤头和底座及其两侧竖直设置的导向组件组成的支撑架、液压系统和测量控制系统，底座上同轴依次叠放夹具、传感器和传力架，传力架上表面均匀设置有波形发生器。

进一步的，锤头为中心开有竖向通孔的，两侧设有导向组件贯通的通孔组件的板锤，其余两侧竖直方向上设有三角形斜筋。

锤头选用Q345B钢，屈服强度≥345MPa。

锤头包括中空的长方体和焊接在其两侧的中心开有配合导向组件的通孔的长方体块。

锤头的上钢板非焊接有长方体块的方向宽于下钢板，上下钢板间焊接有三角形钢板构成的斜筋。

锤头是冲击力的主要施加源，其质量大、刚性大、强度高、材质均匀、结构对称。

初步设定外形尺寸、结构后，进行锤头的模态分析，保证锤头在冲击过程中，提供足够的冲击能量，且确保试验结果的可靠性和重复性。锤头的高度和重量控制冲击力的幅值，锤头提升到一定高度后自由落体。

冲击能量：

已知最大压强要求Pmax＝80MPa，参考受力面积S＝0.96m²，冲击脉宽要求D＝4～40ms，

所以，最大出力要求Fmax＝Pmax×S＝76,800kN；

设锤头质量M＝20000kg，

所以，最大脉冲加速度A＝Fmax/M＝391.8g；

所以，冲击锤跌落高度≥H＝A²·D²/2000＝1228mm。

进一步的，传力架为中心开有竖向通孔的圆柱体，圆柱体传力架的侧面对称设有沿弧面的长方形凹槽，长方形凹槽相邻两凹槽轴向长度相等，其中一个长方形凹槽沿圆周长度大于另一个长方形凹槽的沿圆周长度，波形发生器为半正弦波发生器。

整套设备中锤头、试件、夹具的外形尺寸都比较大，为保证冲击时力传递的均匀性，设计了大刚度的传力架，以减小锤头的直径。传力架为空心，传力架通过螺钉与夹具上表面连接，防止传力架发生侧移。

使用不同刚度、不同厚度的弹性材料制成特定形状，模拟线圈，当锤头接触发生器、压缩发生器、被反弹的过程中，会产生相应波形，不同波形指标可以通过更换调整发生器获得。输出的冲击试验波形作用于试品，波形发生器来控制试验冲击的脉宽为5～50ms。

为满足冲击均匀性，保证冲击过程中锤头与圆周上多点分布的波形发生器接触，避免被试件出现承载偏向，局部冲击过试验的情况。周圈分布的波形发生器可以进行一定的高度调整，以保证设备冲击指标的均匀性。

波形发生器通过螺钉与传力架连接，波形发生器中心距传力架内环和外环的径向距离相等，波形发生器均匀对称设置在传力架上，个数大于等于4个，个数越多，冲击脉宽越短，效果越好。

进一步的，传感器由同轴的由上至下底面半径递增的圆柱体组成，传感器上表面与传力架下表面贴合，传感器外套设有底部设有法兰的管形套件，套件与夹具上表面通过螺钉连接。

考虑到传力架本身的响应会影响到锤头的输入力而导致最终传递给压板组件及夹具的力并非所测实际值，传感器没有安装在传力架上方，安装在传力架下方的传感器将更为贴近试验中压板组件直接受到的冲击力，从而提高试验真实性。传感器最终的输出数据只需除去传力架及波形发生器的本体质量即可。套件与夹具上表面通过螺钉连接，避免侧滑。

进一步的，夹具包括水平方向由下至上依次设置的下垫板、与其同轴的环形上压板、压条和压条两端竖直设置的螺杆，压条沿环形上压板的径向对称设置，下垫板通过螺栓与底座连接。

进一步的，下垫板为方形，下垫板上设有上铁轭主级对撑板和压顶点券垫板。

进一步的，环形上压板分环设计，分环个数依据试样线圈个数设置。

进一步的，环形上压板分环个数为2或3个。

进一步的，上压板下表面内圈设有内倒角和/或外圈设有外倒角。

进一步的，螺杆设有预紧力。

下垫板上设置的上铁轭主级对撑板和压钉垫圈垫板依据试样实际工况中大小及位置设置。

环形上压板分环个数为2或3个，双绕组做双环，三绕组做三环。

上压板下表面设置的内外倒角度数相同，下表面与线圈的接触面积与实际工况中大小相同，接触位置依据实际工况设置。

试件按照实际工况叠放在底板上，在对应不同线圈位置安装不同的压板以模拟实际线圈的接触面，压板安装完毕后通过压条和预压螺杆将夹具固定，通过计算确定预压螺杆的预紧力，以模拟压板组件所受的预压力，预压螺杆有向下的预压力。螺杆与上压板有一个垂向的自由度，通过高精度的加工降低摩擦阻尼，提高冲击力的效率。

测试过程中，测试低压线圈就将传感器放置在内圈低压线圈压板上方，测试高压线圈就将传感器放置在外圈高压线圈压板上方，测试组合工况下的情况，就于低压线圈压板和高压线圈压板上方均设置传感器。

压板组件主用材料为层压木或层压纸板，其密度约为1.0-1.2g/cm³，按照实际产品安装摆放，形成局部整体。

进一步的，底座与减震地基通过螺栓连接。强度大，加工精度高。外形尺寸为5000×4500×400mm³，质量为70,000kg。

进一步的，导向组件均匀对称设置，导向组件的数目大于或等于六，导向组件包括导柱和导套导向，导柱嵌设于底座上表面的垂直安装孔内，导套导向为底部设有法兰的圆柱形管件，导套导向通过螺栓与底座上表面连接。

导柱为竖直设置的6根表面粗糙度≤0.8的无缝钢管，导套导向与导柱配套设置。

导柱与导套导向两两配合加工，保证良好的间隙配合，避免在设备运行时出现卡滞现象。

底座上的安装孔垂直精度高、位置精度高，保证6根导柱安装后的平行度。

其中中间两根导柱主要起定位作用，前后四根导向柱起导向作用，以保证冲击的稳定性。

导柱内设有光电开关，当插入安全锁杆后，光电开关检测到信号并传给控制系统，此时装置锁紧，不能进行任何操作。

进一步的，相邻的导向组件间设有提升组件，提升组件包括杆式活塞液压缸、钢丝绳、动滑轮、吊柱体和高度传感器。

主要驱动力的执行单元，动滑轮通过螺钉与底盘连接，提升依靠杆式活塞液压缸带动钢丝绳动滑轮完成，钢丝绳牵引吊柱体向上移动，吊柱体接触锤头下表面带动锤头向上移动。高度的重复性对试验结果的重复性影响极大，等条件的反复试验过程中，锤头下落高度不会出现大的偏差。

高度传感器为高精度的编码器安装在底座上，通过编码器将直线距离转换为角度编码反馈给测控系统。收卷轮直径较大，选用线数为300的编码器即可满足要求，配合提升油缸的流量调节，可以精确地控制锤头的提升高度。

考虑整体结构的协调性，预选￠200×20的无缝钢管作为油缸主体材料，其内径为￠160，进行指标验算。

a)提升力

已知锤头质量M＝20000kg，油缸个数n＝4

所以，单缸提升力F≥2×mg/4＝20000×9.8/2＝98000N

因为，油源系统低压压力P≈10MPa

所以，提升油缸活塞面积S＝F/P＝98000/10＝9800mm²

所以，提升油缸缸径D＝2×√(S/π)≈2×√(9800/3.14)≈111.7mm＜160mm

综上可知，预选油缸材料满足要求。

b)提升高度

在锤头部分进行计算阐述，当提升质量为20000kg未算耗损时，净冲击高度1228mm。试品高度，需考虑具体对什么试品开展试验。

c)活塞直径计算：

F’＝1.5Mg/n’＝16333N

N＝F’/μ＝233333N

S’＝N/P’＝16666.7mm²

M——工作台面与导向座总质量(kg)；

n’——制动活塞个数；

F’——单个活塞制动力(N)；

μ——有油润滑状态下与钢的最小滑动摩擦系数；

N——单个制动活塞正压力(N)；

P’——系统高压压力(MPa)；

S’——单个制动活塞面积(mm²)；

D——单个制动活塞直径(mm)。

液压驱动、油缸提升将锤头提升到设定高度后锁止，提升部分采用低压供油，制动部分采用高压供油。

进一步的，导柱设有安全锁孔，安全锁孔距离底板1800mm。

设备待机状态的连锁保护装置，当试验中断，需要进行试件更换或夹具调整时启用。将安全锁杆插入安全锁孔内。

1)为方便试件更换或夹具调整，锤头要提升到一定高度后锁止，安全锁充当机械限位，防止因其他连锁保护功能全部同时失效而产生的锤头下坠；

2)试件更换或夹具调整完毕后，须取下安全锁，否则设备将永远处于待机状态，控制软件及手动操作面板都无法运行，防止因操作疏忽，未解除安全锁直接进行试验，导致安全锁意外损毁。

进一步的，液压系统包括油泵电机、低压油泵、高压油泵、压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、功能控制阀、油箱、油管、滤油器和压力表。

液压系统为锤头的升降，制动提供了动力，并与控制系统一起完成冲击试验。

油泵电机带动油泵为提升系统及刹车系统提供动力，提升系统通过换向阀来控制提升油缸的上升与下降；两个刹车阀分别控制小台面及大台面的锁紧与释放，刹车阀在电磁阀失电的情况下刹车(即锁紧台面)，得电则释放台面，这样可以防止设备在失去电力的情况下台面突然掉落下来对试验人员或设备造成危险；设备在待机的情况下，卸荷阀失电卸荷，整个液压系统没有压力，这样可以防止油温不必要的升高，延长整个液压系统的寿命。

进一步的，锤头的两侧设置的导向组件贯通的通孔组件内设有制动系统。

锤头提升到要求高度，制动机构能够克服锤头的重力，将其锁止在原地，防止出现失控或者滑移的现象。

制动机构采用通电解锁、断电制动的机制，当由于外界因素，突然供电停止时，制动机构能瞬间提供足够的制动力，避免出现安全事故。安全防护通过油路实现，制动反应时间通过制动活塞油路的油量需求控制，最快可以在0.2秒左右完成锁止。

制动力计算如下：

已知锤头质量M＝20000kg，预选活塞个数n＝3×6＝18，考虑1.5倍的安全系数

所以，单个制动活塞制动力F＝1.5Mg/n≈1.5×20000×9.8/18＝9800N

因为，制动活塞材质选用铝青铜ZQAl9-4，有油润滑状态下与钢的最小滑动摩擦系数μ＝0.07

所以，单个制动活塞正压力N＝F/μ＝9800/0.07＝140000N

又因为，油源系统高压压力P≈14MPa

所以，单个制动活塞面积S＝N/P＝140000/14＝10000mm²

所以，单个制动活塞直径D＝2×√(S/π)。

进一步的，测量控制系统包括计算机、加速度传感器、电荷放大器、数据采集卡。

包括冲击碰撞测量仪，主要用于测量冲击过程中的加速度、脉冲持续时间、速度变化量、冲击力等冲击试验参量，并能打印出所有的测量数据。

测试过程中传感器与控制系统的输入通道接口连接，完成对信号的采集和处理。

控制系统包括行程开关的闭合信号控制电磁阀的通断，从而控制台面的上升、下降、锁紧等。

下行程开关安装在触发机构中，当杆式活塞液压缸带动吊柱体与锤头接触后，两下行程开关同时闭合，二位四通电磁阀得电，制动缸活塞失压，锤头处于可自由上升、下降状态。

上行程开关安装在提升油缸的顶端，当杆式活塞液压缸下降到最低位置时两上行程开关同时闭合，锤头处于待跌落状态。

控制系统设有保护回路，主要包括换垫保护、急停保护、断电保护等。

换垫保护：当更换冲击垫时，油源将台面提升至指定高度，并锁紧。然后插入安全锁杆，进行更换冲击垫。

急停保护：当按下急停按钮后，台体停止所有动作，台面锁在当前位置，防止不当操作造成意外破坏。

断电保护：当电源断电后，油源会将台面锁在当前位置，不会突然跌落造成损坏。

控制系统包括航插用于锤头、油源等各部分之间的连接。

控制系统包括接线端子用于内部线和外部航插的转接。

进一步的，上述检测装置使用过程中包括如下步骤：

液压驱动油缸提升将锤头提升到设定高度后锁止，提升部分采用低压供油，制动部分采用高压供油。

液压系统向提升油缸供油，将锤头提升到所需高度后，制动油路通油，瞬间将锤头锁住，然后液压系统换向，提升油缸活塞杆下降，当提升油缸活塞杆下降到最低点时，液压系统停止供油，锁紧油路待命，得到指令后释放，锤头作自由落体运动，锤头碰撞传力架，产生一个冲击波形，通过更换不同的波形发生器进行具体波形参数的调整，固定在底座夹具内的压板组件受到瞬间冲击力，通过盘式力传感器将冲击力测出并反馈给系统。可以根据不同的冲击量级选择不同的提升高度，以达到试验要求。

由于采用了上述技术方案，与最接近的现有技术比，本发明的有益效果包括：

1.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，锤头采用Q345B钢，屈服强度≥345MPa，质量大、刚性大、强度高、材质均匀、结构对称。

2.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，传力架刚度大，减小锤头的直径，冲击时传力均匀。

3.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，波形发生器中心距传力架内环和外环的径向距离相等，以保证设备冲击指标的均匀性。

4.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，传感器安装在传力架下方，更为贴近试验中压板组件直接受到的冲击力，从而提高试验真实性。

5.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，检测不同线圈与实际使用线圈与其他组件的实际接触面积一致，保证线圈承受冲击作用于实际变压器产品上一致。

6.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，对线圈施加预紧力，保证线圈的状态与实际安装于变压器上一致，防止检测过程中因线圈安装不紧而导致可能的垫块等零部件的飞溅。

7.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，可实现模拟变压器高压线圈、低压线圈的单独和组合工况下，对线圈的冲击作用，避免仅能组合线圈同时作用的限制。

8.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，装置规格能满足实际冲击工况和量级，满足多型号压板的检测。

9.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，结构简单，制作简单，成本低廉。

10.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，容易安装和拆卸，装置设有从上而下的通孔，方便检测过程中观测检测试样的状态。

11.本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，设有多重安全防护措施，包括断电保护功能、安全连锁保护装置等多方面确保设备在工作时锤头不会因意外跌落而危及人身和设备安全。

附图说明

图1是检测装置剖面图；

图2是检测装置侧视图；

图3是检测装置俯视图；

图4是检测装置立体图；

图5是夹具剖面图；

图6是夹具正视图；

图7是夹具俯视图；

图8是夹具立体图；

图9是夹具上压板剖面图；

图10低压线圈试验时变压器出现80MPa应力的位置；

图11低压线圈试验时垫块出现80MPa应力的位置；

图12中压线圈试验时变压器出现80MPa应力的位置；

图13中压线圈试验时垫块出现80MPa应力的位置；

图14高压线圈试验时变压器出现80MPa应力的位置；

图15高压线圈试验时垫块出现80MPa应力的位置；

图16低+中压线圈试验时变压器出现80MPa应力的位置；

图17低+中压线圈试验时垫块出现80MPa应力的位置；

图18低+高压线圈试验时变压器出现80MPa应力的位置；

图19低+高压线圈试验时垫块出现80MPa的应力位置；

图20中+高压线圈试验时变压器出现80MPa应力的位置；

图21中+高压线圈试验时垫块出现80MPa应力的位置；

图22高+中+低压线圈试验时变压器出现80MPa应力的位置；

图23低+中+高压线圈试验时垫块出现80MPa应力的位置；

1-锤头；2-波形发生器；3-传力架；4-传感器； 5-夹具；6-试件；7-底座；

8-导柱；9-导套导向；10-动滑轮；11-杆式活塞液压缸；12-吊柱体；

13-高度传感器；14-安全锁孔；501-下垫板；502-低压线圈压板；503-高压线圈压板；

504-压条；505-螺杆；506-螺母。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行详细的说明。

实施例1：

如图1所示，本发明的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，装置包括由水平方向设置的锤头1和底座7及其两侧竖直设置的导向组件组成的支撑架、液压系统和测量控制系统，底座7上同轴依次叠放夹具5、传感器4和传力架3，传力架3上表面均匀设置有波形发生器2。

锤头1为中心开有竖向通孔的，两侧设有导向组件贯通的通孔组件的板锤，其余两侧竖直方向上设有三角形斜筋。锤头1选用Q345B钢，屈服强度≥345MPa。

锤头1包括中空的长方体和焊接在其两侧的中心开有配合导向组件的通孔的长方体块。

锤头1的上钢板非焊接有长方体块的方向宽于下钢板，上下钢板间焊接有三角形钢板构成的斜筋。

传力架3为中心开有竖向通孔的圆柱体，圆柱体传力架3的侧面对称设有沿弧面的长方形凹槽，长方形凹槽相邻两凹槽轴向长度相等，其中一个长方形凹槽沿圆周长度大于另一个长方形凹槽的沿圆周长度，波形发生器2为半正弦波发生器。

波形发生器2为16个，试验冲击的脉宽为25～35ms。

传感器4由同轴的由上至下底面半径递增的圆柱体组成，传感器4上表面与传力架3下表面贴合，传感器4外套设有底部设有法兰的管形套件，套件与夹具5上表面通过螺钉连接。

夹具5包括水平方向由下至上依次设置的下垫板501、与其同轴的环形上压板、压条504和压条504两端竖直设置的螺杆，压条504沿环形上压板的径向对称设置，下垫板501通过螺栓与底座7连接。

下垫板501为方形，下垫板501上相对中心对称设有两个上铁轭主级对撑板和八个压顶点券垫板。

环形上压板分环设计，环形上压板分环个数为3个。

上压板内环下表面内圈设有内倒角和外圈设有外倒角。倒角度数为30°，外环外圈设有外倒角倒角外圈设有外倒角60°。

螺杆设有预紧力。

底座7与减震地基通过螺栓连接。外形尺寸为5000×4500×400mm³，质量为70,000kg。

导柱8为竖直设置的6根表面粗糙度≤0.8的无缝钢管，导套导向9与导柱8配套设置。导柱8与导套导向9两两配合加工，保证良好的间隙配合，避免在设备运行时出现卡滞现象。底座7上的安装孔垂直精度高、位置精度高，保证6根导柱8安装后的平行度。

导柱8内设有光电开关，当插入安全锁杆后，光电开关检测到信号并传给控制系统，此时装置锁紧，不能进行任何操作。

相邻的导向组件间设有提升组件，提升组件包括杆式活塞液压缸11、钢丝绳、动滑轮10、吊柱体12和高度传感器134。

动滑轮10通过螺钉与底盘连接，提升依靠杆式活塞液压缸11带动钢丝绳动滑轮10完成，钢丝绳牵引吊柱体12向上移动，吊柱体12接触锤头1下表面带动锤头1向上移动。

高度传感器134为高精度的编码器安装在底座7上，通过编码器将直线距离转换为角度编码反馈给测控系统。收卷轮直径较大，选用线数为300的编码器即可满足要求，配合提升油缸的流量调节，可以精确地控制锤头1的提升高度。

考虑整体结构的协调性，预选￠200×20的无缝钢管作为油缸主体材料，其内径为￠160。

导柱8设有安全锁孔14，安全锁孔14距离底板1800mm。

设备待机状态的连锁保护装置，当试验中断，需要进行试件更换或夹具5调整时启用。将安全锁杆插入安全锁孔14内。

液压系统包括油泵电机、低压油泵、高压油泵、压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、功能控制阀、油箱、油管、滤油器和压力表。

锤头1的两侧设置的导向组件贯通的通孔组件内设有制动系统。

测量控制系统包括计算机、加速度传感器4、电荷放大器、数据采集卡。

上述检测装置使用过程中包括如下步骤：

液压驱动油缸提升将锤头1提升到2200mm后锁止，提升部分采用低压供油，制动部分采用高压供油。液压系统向提升油缸供油，将锤头1提升到所需高度后，制动油路通油，瞬间将锤头1锁住，然后液压系统换向，提升油缸活塞杆下降，当提升油缸活塞杆下降到最低点时，液压系统停止供油，锁紧油路待命，得到指令后释放，锤头1作自由落体运动，锤头1碰撞传力架3，产生一个冲击波形，通过更换不同的波形发生器2进行具体波形参数的调整，固定在底座7夹具5内的压板组件受到瞬间冲击力，通过盘式力传感器4将冲击力测出并反馈给系统。

测试过程中传感器4与控制系统的输入通道接口连接，完成对信号的采集和处理。

表1 冲击锤头尺寸

表2 传力架参数

高度(上表面与下表面距离，mm)	260
		内径(mm)	540
外径(mm)	1450
		每块板厚度(mm)	30(只有一内圈圆周方向的墙厚为20)

表3 液压系统技术参数

电动机功率	5.5kW
		电动机转速	1390r/min
系统工作压力	0～10MPa
		系统流量	42L/min
油箱容积	200L
		电磁铁电压	DC24V

表4 检测装置技术参数

采集卡采用AD Link公司多通道采集卡，通道采样频率100kHz。测量软件用LabWindow开发平台研制，具有界面友好、操作方便、系统可靠等优点。

被试件最大外形尺寸为φ3800×800；被试件最大重量4000kg；最大压强为80MPa，作用面积为12*9200mm²，能力裕度1.2～1.5；作用持续时间10～40ms可调；测量精度1％；测量点12个。

试验时锤头下落，撞击波形发生器，产生脉宽为10ms的半正弦脉冲力。

表5 试样材料参数

线圈的排列方式为从内到外：低压线圈(以下简称低)、中压线圈(以下简称中)、高压线圈(以下简称高)；线圈组合一共有七种，分别为：低，中，高，低+中，低+高，中+高，低+中+高。需要在每种线圈组合上施加冲击载荷。

将脉冲时间10ms分为多个时间步长，在每个时间节点上查看模型应力最大值。

记录出现80MPa时的载荷峰值如表6所示，相应的出现80MPa的位置如图10～图23所示。

表6 载荷峰值

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：所述装置包括由水平方向设置的锤头和底座及其两侧竖直设置的导向组件组成的支撑架、液压系统和测量控制系统，所述底座上同轴依次叠放夹具、传感器和传力架，所述传力架上表面均匀设置有波形发生器；

所述底座与减震地基通过螺栓连接；

所述夹具包括水平方向由下至上依次设置的下垫板、与其同轴的环形上压板、压条和压条两端竖直设置的螺杆，所述压条沿所述环形上压板的径向对称设置，下垫板通过螺栓与底座连接；

所述环形上压板分环设计，分环个数依据试样线圈个数设置；

所述环形上压板分环个数为2或3个；

所述下垫板为方形，所述下垫板上设有上铁轭主级对撑板和压钉垫圈垫板；

所述上压板下表面内圈设有内倒角和/或外圈设有外倒角；

所述导向组件均匀对称设置，所述导向组件的数目大于或等于六，所述导向组件包括导柱和导套导向，所述导柱嵌设于底座上表面的垂直安装孔内，所述导套导向为底部设有法兰的圆柱形管件，所述导套导向通过螺栓与底座上表面连接。

2.如权利要求1所述的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：所述锤头为中心开有竖向通孔的，两侧设有导向组件贯通的通孔组件的板锤，其余两侧竖直方向上设有三角形斜筋。

3.如权利要求1所述的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：所述传力架为中心开有竖向通孔的圆柱体，所述圆柱体传力架的侧面对称设有沿弧面的长方形凹槽，所述长方形凹槽相邻两凹槽轴向长度相等，其中一个长方形凹槽沿圆周长度大于另一个长方形凹槽的沿圆周长度，所述波形发生器为半正弦波发生器。

4.如权利要求1所述的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：所述传感器由同轴的由上至下底面半径递增的圆柱体组成，所述传感器上表面与传力架下表面贴合，所述传感器外套设有底部设有法兰的管形套件，所述套件与夹具上表面通过螺钉连接。

5.如权利要求1所述的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：所述螺杆设有预紧力。

6.如权利要求1所述的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：相邻的所述导向组件间设有提升组件，所述提升组件包括杆式活塞液压缸、钢丝绳、动滑轮、吊柱体和高度传感器。

7.如权利要求1所述的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：所述导柱设有安全锁孔。

8.如权利要求1所述的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：所述液压系统包括油泵电机、低压油泵、高压油泵、压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、功能控制阀、油箱、油管、滤油器和压力表。

9.如权利要求1所述的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：所述锤头的两侧设置的导向组件贯通的通孔组件内设有制动系统。

10.如权利要求1所述的一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，其特征在于：所述测量控制系统包括计算机、加速度传感器、电荷放大器、数据采集卡。