CN106370402A - 一种用于检测高压断路器合闸弹簧应力松弛的实验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测高压断路器合闸弹簧应力松弛的实验台，包括基板、弹簧固定板、弹簧移动平台、螺杆固定板、手轮和减速器，弹簧固定板和螺杆固定板固定设置在基板上，弹簧移动平台通过T型滑块能在基板上设置的T型槽轨道上滑动，弹簧固定板上设有多个拉压传感器，弹簧移动平台上设有相对应的吊环螺钉，吊环螺钉和拉压传感器之间放置待测弹簧，弹簧移动平台与螺杆固定板通过丝杆螺母机构相连，螺杆固定板上设有卡槽，丝杆螺母机构的传动螺杆设有与卡槽配合的卡环，手轮通过减速器与传动螺杆端部相连，通过手轮和减速器为传动螺杆提供强大的扭力，从而通过该丝杆螺母机构对弹簧移动平台提供强大的拉力，能同时测试多根待测弹簧。

Description

一种用于检测高压断路器合闸弹簧应力松弛的实验台

技术领域

本发明涉及一种弹簧应力松弛检测实验平台，具体涉及一种用于检测高压断路器合闸弹簧应力松弛的实验台。

背景技术

高压断路器是电力系统中最重要的设备之一，它在电力系统中起两个方面作用：控制和保护。因此，断路器对电网的安全稳定运行起着至关重要的作用。

高压断路器的机械特性是衡量断路器可靠性的重要指标之一。其中合闸弹簧作为高压断路器机构合闸运动的动力来源，其机械性能的可靠性是保证高压断路器的性能指标和正常运行的重要因素。一般情况下，高压断路器合闸弹簧长时间工作在拉伸（压缩）状态下，不可避免的会出现应力松弛现象，应力松弛失效是弹簧元件的主要失效方式之一，弹簧应力松弛以后将导致高压断路器无法在指定的时间内合闸，导致合闸过程中产生很剧烈的电火花，带来巨大的安全隐患。在工程实际中，高压断路器的合闸弹簧的刚度通常较大，要将合闸弹簧拉开，并保证其拉伸长度很困难，所以现有的实验台，一般选用较小的弹簧作为实验对象做应力松弛实验，再根据实验数据，通过类比分析的方法，定性地描述高压断路器合闸弹簧的应力松弛情况，无法定量描述高压断路器合闸弹簧的应力松弛状况。

申请号为201620302588.0，一种高效断路器弹簧应力松弛性能测试装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够准确可靠，灵活可调的高效弹簧应力松弛试验的测试装置，直接以高压断路器合闸弹簧为研究对象，检测高压断路器合闸弹簧的应力松弛状态，为高压断路器的可靠性评估提供依据。

为实现上述目的，本发明所提供检测装置的技术方案是：

一种用于检测高压断路器合闸弹簧应力松弛的实验台，包括基板、弹簧固定板、弹簧移动平台、螺杆固定板和动力装置，所述弹簧固定板和螺杆固定板固定设置在基板上，所述弹簧移动平台可在弹簧固定板和螺杆固定板固定之间来回移动，所述弹簧固定板上设有多个拉压传感器，所述弹簧移动平台上设有数量和位置均与拉压传感器对应的吊环螺钉，所述拉压传感器和吊环螺钉之间安装需要测试的弹簧，所述弹簧移动平台与螺杆固定板之间通过丝杆螺母机构相连，所述丝杆螺母机构包括与固定设于弹簧移动平台上的传动螺母和与传动螺母相配合的传动螺杆，其特征在于：所述螺杆固定板上设有卡槽，所述传动螺杆设有与卡槽相配合的卡环，所述传动螺杆通过卡槽和卡环配合与螺杆固定板相对位置固定，所述动力装置包括手轮和减速器，所述手轮与减速器输入端相连，所述减速器输出端通过联轴器与传动螺杆端部相连，通过手轮和减速器能为传动螺杆提供强大的扭力，从而通过该丝杆螺母机构对弹簧移动平台提供强大的拉力，轻松就能将多根待测试的弹簧拉开。本发明实验台，能够提供大的输出力，能够直接采用实际较大的高压断路器合闸弹簧进行试验，从而定量描述高压断路器合闸弹簧的应力松弛状况。

作为改进，所述基板设有长条形的T型槽轨道，所述弹簧移动平台底部设有与T型槽轨道相配合的T型滑块，所述弹簧移动平台可沿着基板上的T型槽轨道在弹簧固定板和螺杆固定板之间来回移动，通过T型槽轨道，弹簧移动平台可在弹簧固定板和螺杆固定板之间平稳均匀的移动，减速弹簧抖动或弹簧移动平台晃动带来的实验误差。

作为改进，所述基板上的T型槽轨道至少有两条，所述弹簧移动平台与另外一条T型槽轨道之间设有T型螺栓，通过拧紧该T型螺栓可以固定弹簧移动平台和基板的相对位置，这样可以在待测试的弹簧拉伸到需要长度后很容易将其位置固定，从而能够随时调整弹簧的拉伸程度，测试弹簧在不同拉伸长度工况下的应力松弛情况。

作为改进，所述弹簧固定板和螺杆固定板均通过T型螺栓和T型槽轨道与基板固定相连，使得弹簧固定板和螺杆固定板之间距离很容易调节，以便适应不同大小弹簧的测试实验。

作为改进，所述T型槽轨道有至少两个，且为偶数，所述偶数的T型槽轨道以传动螺杆为中心线对称分布，以传动螺杆为中心对称使得在实验过程中弹簧移动平台受力均衡，防止四杆螺母机构拉偏弹簧移动平台导致多根待测试弹簧受力不均，影响测试结果。

作为改进，所述拉压传感器有3到8个，所述多个拉压传感器以传动螺杆为中心对称分布，同上，能够提供多根弹簧受力均匀性，减少实验误差。

作为改进，所述手轮上设有手柄，所述联轴器为梅花联轴器，所述手轮的直径与减速器输入端齿轮直径的比值大于10，通过较大的直径比使得手轮为传动螺杆提供更强大的力，从而轻松拉开多根待测试的弹簧。

作为改进，所述手轮的直径与减速器输入端齿轮直径的比值为20-80。

作为改进，所述传动螺杆为可提供大传输力的梯型螺杆，梯型螺杆就有较好的传力性，在将巨大的扭力转化为直线拉力时不至于螺纹破裂。

本发明有益效果是：利用梯形螺纹传动和减速器的增力效应，能够提供上吨的有效拉力，在T型槽轨道的导向下，能够很轻松地同时拉开多根高压断路器合闸弹簧，通过对多根弹簧同时进行实验并对实验数据的对比分析，剔除明显异常的实验数据，并对合理的实验数据取平均值，作为最后的实验数据，能够消除诸如加工误差，安装误差等偶然实验误差，能够得到可靠的实验结果。且在实验的过程中能够随时调整弹簧的拉伸程度，测试弹簧在不同拉伸长度工况下的应力松弛情况。本发明实验台，能够提供大的输出力，能够直接采用实际较大的高压断路器合闸弹簧进行试验，从而定量描述高压断路器合闸弹簧的应力松弛状况。

附图说明

图1是本发明所提供的实验台的一种实施例的结构示意图;

图2是图1所示实验台的弹簧拉伸机构示意图;

图3是图2所示手轮、联轴器与减速器安装示意图；

图4是图2所示传动螺杆与梅花联轴器安装示意图；

图5是图2所示螺杆固定板示意图；

图6是图2所示弹簧移动平台示意图。

图中，1-弹簧固定板，2-拉压传感器，3-弹簧，4-吊环螺钉，5-弹簧移动平台，6-传动螺母，7-梯形传动螺杆，8-螺杆固定板，9-梅花联轴器，10-减速器，11-螺钉，12-手轮，13-手柄，14、15-T型螺栓，16-基板，17、18、19-键，20-T型滑块。

具体实施方式

如图1至图6所示，一种用于检测高压断路器合闸弹簧应力松弛的实验台，该实施例中的测试装置包括弹簧固定板1，拉压传感器2，弹簧3，吊环螺钉4，弹簧移动平台5，传动螺母6，梯形传动螺杆7，螺杆固定板8，梅花联轴器9，减速器10，螺钉11，手轮12，手柄13，T型螺栓14、15，基板16，键17、18、19。本实施例联轴器采用梅花联轴器9，传动螺杆采用梯形传动螺杆7；基板16上加工有 T型槽轨道和螺纹孔，螺纹孔是用来安装减速器10的，螺钉11安装在该螺纹孔中。弹簧固定板1、弹簧移动平台5，螺杆固定板8通过T型螺栓固定在基板16的T型槽轨道内，减速器10通过螺钉11安装在基板16上，弹簧3一端与拉压传感器2相连后安装在弹簧固定板1上，另一端通过吊环螺钉4安装在弹簧移动平台5上。弹簧移动平台5能够在梯形传动螺杆7和传动螺母6的配合下直线移动，其中传动螺母安装与弹簧移动平台6上，梯形传动螺杆7一端与传动螺母6配合，一端通过卡环安装在螺杆固定板8上，同时，梯形传动螺杆7靠近卡环的端部通过梅花联轴器9与减速器10的输出端连接，减速器10的输入轴端，安装有手轮12，同时，手轮上安装有手柄13，旋转手柄13，可以带动减速器10的输入端旋转，减速器10输入端带动其输出端旋转，从而带动梯形传动螺杆7旋转。

所述手轮12的直径与减速器10输入端齿轮直径的比值大于10，其最佳范围为20-80，以便手轮对梯形传动螺杆7提供强大的扭力，本实施例中该比值为30。

图3所示，在减速器10的输入端带有键槽，通过键17与手轮12相连，手柄13通过手轮12上的螺纹孔安装在手轮12上，减速器10的输出端带有键槽，通过键18与梅花联轴器9一端相连。

图4所示梯形传动螺杆7靠近卡环的端部带有键槽，通过键19与梅花联轴器9一端相连。

图5所示为螺杆固定板8，其一个面上带有U型的卡槽，用于卡住梯形传动螺杆7的卡环，一个面上还有4个安装孔，通过T型螺栓安装在基板16上。

图6所示为弹簧移动平台5，其一个面上带有U型槽和3个安装孔，U型槽内用于安装传动螺母6，一个面上还有4个安装孔和T型滑块20，通过T型螺栓穿过安装孔安装在基板16上，在移动过程中，T型滑块20在T型槽轨道内滑动，通过T型滑块20直线导向。

本实施例设计梯形传动螺杆7选用45号钢（锡青铜和45号钢之间的摩擦系数很小），螺纹中径为24mm，螺距为12mm，对应的传动螺母6为锡青铜，螺母厚度为45mm，其需用拉力为20KN在减速器一端，单根高压断路器弹簧拉开所需要的拉力为1500N。减速器的减速比i=30，手轮的半径为200mm，由能量守恒，则拉开四根弹簧所需要的力矩为M=(0.12*1500*4)/(30*2*3.14*0.2)=1.9N·m.对应于200mm的手柄端，所需要的力为9.5N。申请号为201620302588.0的现有技术中那个实验台，没有配置减速器，采用的是普通的丝杆，没有选用锡青铜材质的螺母，其摩擦系数很大，且由于螺杆的螺距比较小，效率很低。输入端同等9.5N的力量，只能提供500N的拉力。

上述实施例中，实验台在使用时，先按照示意图安装好实验台的各个部件，松动T型螺栓15，使弹簧移动平台5能够直线移动，顺时针转动手柄13，在梯形传动螺杆7和传动螺母6的带动下，弹簧移动平台5将朝着弹簧3拉长的方向移动，移动到指定位置后，将弹簧移动平台5的T型螺栓15固定。且在实验过程中，可以通过摇动手柄13来调整弹簧3在实验过程中的长度，然后通过T型螺栓15固定弹簧移动平台5相对位置，定时读取拉压传感器2的数值，完成对弹簧3应力松弛测试。

Claims (9)

1.一种用于检测高压断路器合闸弹簧应力松弛的实验台，包括基板、弹簧固定板、弹簧移动平台、螺杆固定板和动力装置，所述弹簧固定板和螺杆固定板固定设置在基板上，所述弹簧移动平台可在弹簧固定板和螺杆固定板固定之间来回移动，所述弹簧固定板上设有多个拉压传感器，所述弹簧移动平台上设有数量和位置均与拉压传感器对应的吊环螺钉，所述拉压传感器和吊环螺钉之间安装需要测试的弹簧，所述弹簧移动平台与螺杆固定板之间通过丝杆螺母机构相连，所述丝杆螺母机构包括与固定设于弹簧移动平台上的传动螺母和与传动螺母相配合的传动螺杆，其特征在于：所述螺杆固定板上设有卡槽，所述传动螺杆设有与卡槽相配合的卡环，所述传动螺杆通过卡槽和卡环配合与螺杆固定板相对位置固定，所述动力装置包括手轮和减速器，所述手轮与减速器输入端相连，所述减速器输出端通过联轴器与传动螺杆端部相连。

2.根据权利要求1所述一种实验台，其特征在于：所述基板设有长条形的T型槽轨道，所述弹簧移动平台底部设有与T型槽轨道相配合的T型滑块，所述弹簧移动平台可沿着基板上的T型槽轨道在弹簧固定板和螺杆固定板之间来回移动。

3.根据权利要求2所述一种实验台，其特征在于：所述基板上的T型槽轨道至少有两条，所述弹簧移动平台与另外一条T型槽轨道之间设有T型螺栓，通过拧紧该T型螺栓可以固定弹簧移动平台和基板的相对位置。

4.根据权利要求3所述一种实验台，其特征在于：所述弹簧固定板和螺杆固定板均通过T型螺栓和T型槽轨道与基板固定相连。

5.根据权利要求4所述一种实验台，其特征在于：所述T型槽轨道有至少两个，且为偶数，所述偶数的T型槽轨道以传动螺杆为中心线对称分布。

6.根据权利要求5所述一种实验台，其特征在于：所述拉压传感器有3到8个，所述多个拉压传感器以传动螺杆为中心对称分布。

7.根据权利要求6所述一种实验台，其特征在于：所述手轮上设有手柄，所述联轴器为梅花联轴器，所述手轮的直径与减速器输入端齿轮直径的比值大于10。

8.根据权利要求7所述一种实验台，其特征在于：所述手轮的直径与减速器输入端齿轮直径的比值为20-80。

9.根据权利要求1至8任意一项所述一种实验台，其特征在于：所述传动螺杆为可提供大传输力的梯型螺杆。