CN106970021A - 一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置和方法 - Google Patents
一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106970021A CN106970021A CN201710289030.2A CN201710289030A CN106970021A CN 106970021 A CN106970021 A CN 106970021A CN 201710289030 A CN201710289030 A CN 201710289030A CN 106970021 A CN106970021 A CN 106970021A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power transmission
- transmission line
- icing
- bond strength
- drawing die
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 96
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000000205 computational method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/04—Measuring adhesive force between materials, e.g. of sealing tape, of coating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开了一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置和方法，其中，该装置包括：覆冰拉伸模具、定位器和末端堵塞，覆冰拉伸模具由夹持段和收纳段组成，收纳段为空心圆筒，底部敞口，用于收纳覆冰输电线试样；定位器和末端堵塞均呈圆柱状，轴线处分别形成有上穿线孔、下穿线孔，两孔的直径均等于输电线的直径，定位器和末端堵塞用于固定输电线使输电线与覆冰拉伸模具共轴线。本发明的有益之处在于：(1)测试装置的结构简单，可重复使用，安装方便，成本低廉，适用于不同线型和覆冰厚度工况的测试，并且是直接测试；(2)测试方法简单易操作，简洁有效，便于工程应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试装置和方法，具体涉及一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置和方法。
背景技术
我国幅员辽阔，山川纵横，气象多变，每年从冬季到初春，南北冷暖气流交汇，遇到极端环境气候极易在架空导线上形成覆冰事故。当覆冰重量导致导线或者杆塔的工作应力超过其设计值，将会造成断线和倒塔的严重后果。
目前，架空输电线路除冰技术有热力融冰、机械除冰和自然被动除冰等主要除冰方法。其中，机械除冰由于能耗小，价格低廉等特点而倍受关注，然而各种机械除冰方法难以适应于不同的覆冰结构，要使除冰方法具有针对性，必须知道覆冰和导线之间的结合强度。覆冰与架空导线表面之间切向结合强度的大小是冰的一个重要物理性质，它决定破冰能量的大小，根据覆冰和导线之间的不同结合强度从而选择不同的机械除冰方法。因此，研究冰与导线之间的结合强度是非常必要的。
到目前为止，国内外有关覆冰与导线结合强度的研究主要集中在剪切结合强度方面。例如：
ASTM D3528-96(2002)，提出了双搭接测试切应力的方案，用于测试冰与基体之间的剪切结合强度；
美国海军实验室使用圆筒内覆冰后将圆柱状覆冰拔出来测试冰与桶之间的剪切结合强度；
中国专利文献CN1321881A及CN101482489B，提出了测试基体和涂层或覆冰的法向结合强度的方法，但这两种方法和装置过于复杂，且只能测试表面为平面的结构，属于间接测量手段。考虑到输电线表面一般为多股绞线形式，覆冰与输电线界面结构较为复杂，以上提供的测量装置都属于简化的间接测量方式，不能真实反映不同规格的输电线与覆冰间的真实结合强度，且测试方法复杂，不便工程应用，使得其用途和使用范围有较强的局限性。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、便于工程应用的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置和方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，包括：覆冰拉伸模具、定位器和末端堵塞，其中，
前述覆冰拉伸模具由夹持段和收纳段组成，前述夹持段呈杆状，用于与试验机固定，前述收纳段为空心圆筒，底部敞口，用于收纳覆冰输电线试样；
前述定位器呈圆柱状，轴线处形成有上穿线孔，上穿线孔的直径等于输电线的直径，定位器设置于覆冰拉伸模具的空心圆筒的顶部，用于固定输电线使输电线与覆冰拉伸模具共轴线；
前述末端堵塞也呈圆柱状，轴线处形成有下穿线孔，下穿线孔的直径等于输电线的直径，末端堵塞设置于覆冰拉伸模具的底部敞口处，并通过螺栓进行固定，用于从下方拖住覆冰输电线试样。
前述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，前述覆冰拉伸模具采用钢制成。
前述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，前述覆冰拉伸模具的夹持段的长径比不小于5，收纳段的内径不小于10cm、壁厚不小于10mm。
前述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，前述定位器采用尼龙、塑料或轻质泡沫制成。
前述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，前述定位器的厚度为10mm。
前述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，前述末端堵塞采用钢制成。
前述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，前述末端堵塞的厚度为10mm。
一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的方法，其特征在于，利用前述装置完成测试，具体包括以下步骤：
Step1：根据输电线的直径D选择合适的定位器和末端堵塞，测量输电线上的覆冰的长度L；
Step2：将覆冰输电线试样、定位器和末端堵塞装配到覆冰拉伸模具上；
Step3：以覆冰拉伸模具的夹持段为上夹持端，以裸露在覆冰拉伸模具之外的输电线为下夹持端，将整个测量装置安装到万能材料试验机上，并进行拉伸实验，直至覆冰与输电线完全脱开，加载结束；
Step4：假设覆冰与输电线界面各点处切应力τ均匀分布，根据下列公式得到切应力—位移曲线τ(s)：
其中，F(s)为万能材料试验机测试的力—位移曲线；
Step5：根据切应力—位移曲线τ(s)，确定结合强度τb。
本发明的有益之处在于：
(1)测试装置：结构简单，可重复使用，安装方便，成本低廉，适用于不同线型和覆冰厚度工况的测试，并且是直接测试；
(2)测试方法：简单易操作，简洁有效，便于工程应用。
附图说明
图1是本发明的测试装置的主视图；
图2是图1中的测试装置的仰视图。
图中附图标记的含义：
1-覆冰拉伸模具、2-定位器、3-覆冰、4-输电线、5-末端堵塞、6-螺栓。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
第一部分：覆冰与输电线界面切向结合强度的测试装置
参照图1和图2，本发明的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置包括：覆冰拉伸模具1、定位器2和末端堵塞5。
一、覆冰拉伸模具
覆冰拉伸模具1由夹持段和收纳段组成。
夹持段呈杆状，用于与试验机固定。
收纳段为空心圆筒，底部敞口，用于收纳覆冰输电线试样。敞口的边缘处绕圆周均匀布设6个内螺纹孔，孔径5mm，用于固定末端堵塞5。
覆冰拉伸模具1采用钢制成，夹持段的长径比不小于5，收纳段的内径不小于10cm、壁厚不小于10mm。
二、定位器
定位器2呈圆柱状，轴线处形成有上穿线孔，上穿线孔的直径等于输电线4的直径。
定位器2设置于覆冰拉伸模具1的空心圆筒的顶部，用于固定输电线4，使输电线4与覆冰拉伸模具1共轴线。
定位器2采用尼龙、塑料或轻质泡沫等便于加工的材料制成，厚度为10mm，外径等于覆冰拉伸模具1的内径。
三、末端堵塞
末端堵塞5也呈圆柱状，轴线处形成有下穿线孔，下穿线孔的直径等于输电线4的直径。
末端堵塞5设置于覆冰拉伸模具1的底部敞口处，绕圆周方向均匀布设6个孔，孔径5mm，通过螺栓6进行固定，用于从下方拖住覆冰输电线试样。
末端堵塞5采用钢制成，厚度为10mm，外径等于覆冰拉伸模具1的外径。
使用测试装置的方法：
将覆冰输电线试样的输电线4的两端分别穿过定位器2和末端堵塞5，三者构成一个连结结构，将该连结结构整体装入覆冰拉伸模具1中，并使覆冰输电线试样固定在覆冰拉伸模具1的轴线上，最后通过螺栓6将末端堵塞5与覆冰拉伸模具1固定在一起。
第二部分：覆冰与输电线界面切向结合强度的测试方法
测试方法主要包括以下步骤：
Step1：根据输电线4的直径D选择合适的定位器2和末端堵塞5(上穿线孔的直径、下穿线孔的直径均等于输电线4的直径)，同时测量输电线4上的覆冰3的长度L。
Step2：按照图1所示，将覆冰输电线试样、定位器2和末端堵塞5装配到覆冰拉伸模具1上。
Step3：以覆冰拉伸模具1的夹持段为上夹持端，以裸露在覆冰拉伸模具1之外的输电线4为下夹持端，将整个测量装置安装到万能材料试验机上，并进行拉伸实验，拉伸速率可根据所需工况进行调整，直至覆冰3与输电线4完全脱开，加载结束。
Step4：为便于工程计算，假设覆冰3与输电线4界面各点处切应力τ均匀分布，因此根据万能材料试验机测试的力—位移曲线F(s)除以输电线4和覆冰3二者间的结合面积即可得到切应力—位移曲线τ(s)：
Step5：根据切应力—位移曲线τ(s)，从该曲线中即可读出输电线4和覆冰3二者间的结合强度τb。
本发明的测试方法具有以下优势：
(1)可以测试任意厚度覆冰和输电线直径的样本；
(2)以实际覆冰输电线试样为测试对象进行直接测量，较其他间接测量方式更能反映实际情况；
(3)计算方法简单有效，可以有效保证测试的精度。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，包括：覆冰拉伸模具(1)、定位器(2)和末端堵塞(5)，其中，
所述覆冰拉伸模具(1)由夹持段和收纳段组成，所述夹持段呈杆状，用于与试验机固定，所述收纳段为空心圆筒，底部敞口，用于收纳覆冰输电线试样；
所述定位器(2)呈圆柱状，轴线处形成有上穿线孔，上穿线孔的直径等于输电线(4)的直径，定位器(2)设置于覆冰拉伸模具(1)的空心圆筒的顶部，用于固定输电线(4)使输电线(4)与覆冰拉伸模具(1)共轴线；
所述末端堵塞(5)也呈圆柱状，轴线处形成有下穿线孔，下穿线孔的直径等于输电线(4)的直径，末端堵塞(5)设置于覆冰拉伸模具(1)的底部敞口处，并通过螺栓(6)进行固定，用于从下方拖住覆冰输电线试样。
2.根据权利要求1所述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，所述覆冰拉伸模具(1)采用钢制成。
3.根据权利要求2所述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，所述覆冰拉伸模具(1)的夹持段的长径比不小于5，收纳段的内径不小于10cm、壁厚不小于10mm。
4.根据权利要求1所述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，所述定位器(2)采用尼龙、塑料或轻质泡沫制成。
5.根据权利要求4所述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，所述定位器(2)的厚度为10mm。
6.根据权利要求1所述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，所述末端堵塞(5)采用钢制成。
7.根据权利要求6所述的测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置，其特征在于，所述末端堵塞(5)的厚度为10mm。
8.一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的方法，其特征在于，利用权利要求1至7任意一项所述装置完成测试，具体包括以下步骤：
Step1：根据输电线(4)的直径D选择合适的定位器(2)和末端堵塞(5)，测量输电线(4)上的覆冰(3)的长度L；
Step2：将覆冰输电线试样、定位器(2)和末端堵塞(5)装配到覆冰拉伸模具(1)上；
Step3：以覆冰拉伸模具(1)的夹持段为上夹持端，以裸露在覆冰拉伸模具(1)之外的输电线(4)为下夹持端，将整个测量装置安装到万能材料试验机上，并进行拉伸实验，直至覆冰(3)与输电线(4)完全脱开，加载结束；
Step4：假设覆冰(3)与输电线(4)界面各点处切应力τ均匀分布，根据下列公式得到切应力—位移曲线τ(s)：
其中，F(s)为万能材料试验机测试的力—位移曲线；
Step5：根据切应力—位移曲线τ(s)，确定结合强度τb。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710289030.2A CN106970021A (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710289030.2A CN106970021A (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106970021A true CN106970021A (zh) | 2017-07-21 |
Family
ID=59334107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710289030.2A Pending CN106970021A (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106970021A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110346289A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-18 | 中国商用飞机有限责任公司 | 材料切向冻粘强度试验的测试装置及测试方法 |
| CN112014313A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-01 | 张伟 | 测试输电线覆冰与界面切向结合强度的装置和方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1352457A (zh) * | 1997-06-16 | 2002-06-05 | 达特茅斯学院理事会 | 可改变冰粘附强度的电线 |
| CN201335806Y (zh) * | 2009-02-06 | 2009-10-28 | 中国电力科学研究院 | 一种测试覆冰或涂层结合强度的装置 |
| CN201378754Y (zh) * | 2009-02-28 | 2010-01-06 | 邯郸市清华华康电力电子有限公司 | 一种输变电线路覆冰及杆塔倾斜综合监测预警装置 |
| CN202351164U (zh) * | 2011-12-09 | 2012-07-25 | 北京天泰兴工程科技有限公司 | 一种微机控制材料表面覆冰附着力的测试装置 |
| CN104568743A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 南昌航空大学 | 一种材料表面冰层垂直结合强度的测试装置及其测试方法 |
-
2017
- 2017-04-27 CN CN201710289030.2A patent/CN106970021A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1352457A (zh) * | 1997-06-16 | 2002-06-05 | 达特茅斯学院理事会 | 可改变冰粘附强度的电线 |
| CN201335806Y (zh) * | 2009-02-06 | 2009-10-28 | 中国电力科学研究院 | 一种测试覆冰或涂层结合强度的装置 |
| CN201378754Y (zh) * | 2009-02-28 | 2010-01-06 | 邯郸市清华华康电力电子有限公司 | 一种输变电线路覆冰及杆塔倾斜综合监测预警装置 |
| CN202351164U (zh) * | 2011-12-09 | 2012-07-25 | 北京天泰兴工程科技有限公司 | 一种微机控制材料表面覆冰附着力的测试装置 |
| CN104568743A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 南昌航空大学 | 一种材料表面冰层垂直结合强度的测试装置及其测试方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 夏元洲: "《《碎料板生产工艺学》》" * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110346289A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-18 | 中国商用飞机有限责任公司 | 材料切向冻粘强度试验的测试装置及测试方法 |
| CN112014313A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-01 | 张伟 | 测试输电线覆冰与界面切向结合强度的装置和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204855025U (zh) | 用于电缆中间接头温度场测量的测温试验系统 | |
| CN106970021A (zh) | 一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置和方法 | |
| CN104091046B (zh) | 一种基于称重法的耐张塔导线覆冰厚度监测方法和系统 | |
| CN102313853A (zh) | 高压输电线路动态输送容量测算系统及方法 | |
| CN106289556A (zh) | 隧道围岩内部温度的测试装置及测试方法 | |
| CN109298272A (zh) | 一种复合绝缘横担多因素老化评估系统 | |
| CN110328745A (zh) | 用于混凝土养护的电加热系统 | |
| CN206862858U (zh) | 一种测试输电线覆冰与输电线界面切向结合强度的装置 | |
| CN106950176A (zh) | 一种测试架空输电线路覆冰与导线界面法向结合强度的装置和方法 | |
| CN203310382U (zh) | 光纤混凝土冻融膨胀应变监测传感器 | |
| CN107894402B (zh) | 一种基于光纤光栅和石墨烯薄膜的结冰监测与融冰系统 | |
| CN207095933U (zh) | 测试覆冰与导线界面法向结合强度的装置 | |
| CN203444708U (zh) | 一种航空警示球 | |
| CN208763655U (zh) | 冻结法施工用冷冻装置 | |
| CN203287340U (zh) | 重力热管传热性能试验装置 | |
| CN204992411U (zh) | 一种能够测距测高的绝缘操作杆 | |
| CN203981295U (zh) | 一种多年冻土区测温钻孔内更换测温电缆的装置 | |
| Lin | Stationary wave activity associated with the East Asian winter monsoon pathway | |
| CN209927306U (zh) | 浅层地温场监测装置 | |
| CN209085961U (zh) | 涉及列车活塞风因素的寒区隧道纵向温度实验装置 | |
| CN210713831U (zh) | 一种钢筋模板一体化墙体模板断桥对拉连接杆件 | |
| CN204239901U (zh) | 智能预制直埋保温双管平行三通报警线固定装置 | |
| CN203101191U (zh) | 一种超低温环境下钢筋拉伸试验的装置 | |
| CN207717238U (zh) | 一种波点式金属外壁温测量装置 | |
| Yan et al. | Ice adhesion on the surface of PDMS/nano-silica hybrid super-hydrophobic coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170721 |