CN107677463A - 盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置。其特点是：包括长方体的机械支撑支架(1)，在该机械支撑支架(1)前端面和后端面上分别固定安装有前面板和后面板，在该前面板上固定安装有第一圆头螺栓(21)，该第一圆头螺栓(21)伸入前面板内侧的部分通过第一转接金具(3)与绝缘子(4)的钢帽连接，而在该后面板上固定安装有第二圆头螺栓(22)，该第二圆头螺栓(22)伸入后面板内侧的部分依次通过机械应力施加装置(10)、第二转接金具(8)、力学称重传感器(7)和第三转接金具(6)与绝缘子(4)的钢脚连接。本发明装置结构简单，安装使用方便。

Description

盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置

技术领域

本发明涉及一种盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置。

背景技术

绝缘子是电力系统中使用量最大的器件，而高压输电线路和超高压输电线路大都采用悬式绝缘子。与其他电力设备和器件相比，虽然绝缘子结果简单，成本相对较低，但其重要性不亚于其他任何设备和器件。输电线路绝缘子串都是并联运行，任何一串绝缘子出现问题都会造成输电线路的故障，甚至较长时间的停电事故，威胁到电力系统的持续可靠运行，也会给人们的日常生活带来诸多的不便，给国民经济造成一定的损失。当运行中的任何一片绝缘子出现机械故障，就有可能造成掉串的严重事故，可能不可估量的损失。

盘形悬式瓷绝缘子由铁(钢)帽、瓷件、钢脚通过水泥胶合剂胶装在一起，瓷件头部是倒圆锥形结构，瓷件头部和内孔均上瓷釉。由于瓷釉是光滑的，且铁帽内腔、钢脚胶装部位、瓷头外部还涂有一层沥青缓冲层。因此，铁帽、瓷件、钢脚三者通过瓷件头部内外表面与水泥胶合剂的接触面，在力的作用下是可以相对位移的，造成瓷件、钢脚和水泥胶合剂之间的交界面可能出现间隙。同时为了保证水泥胶合剂的流动性，提高胶装的工艺性，保证胶合剂能够充满到需胶装的各个部位，调制水泥胶合剂用水量一般大于水泥水化反应实际所需的水量，在水泥硬化之后，这些多余水分逐渐蒸发，在被胶装件之间也有可能造成间隙。另外，胶装后的预养护需要较高的湿度，如果这个环节控制不严，湿度过低，水泥在初凝阶段水蒸发过多，也有可能产生间隙。绝缘子的运行环境如果湿度较大，空气中的水蒸气分子就可能渗入到这些间隙中，在温度变化较大(在0°附近快速变化)的条件下，水泥胶合剂就可能遭受多次冻融循环过程，造成水泥胶合剂性能下降，最终导致绝缘子力学性能的降低。

目前国内外对于绝缘子的研究主要集中在其电气性能的变化，很少有研究关注其力学性能的改变，对应力条件下下水泥胶合剂性能变化引起的绝缘子机械性能降低的研究更少，因此导致这方面的研究不足，而相应的试验装置更加缺乏，给研究温度变化对绝缘子力学性能的影响带来了诸多不便。现有的绝缘子力学性能试验机，主要分为立式和卧式两种，均采用液压装置为绝缘子施加机械应力，但无论是立式还是卧式试验机的尺寸较大，不能放置到温湿度环境试验箱中，因此不能研究温度和湿度变化对绝缘子机械性能的影响，同时由于采用液压装置，需要增加试验装置的体积，也给研究温度变化对绝缘子机械性能的影响带来了不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用机械杠杆原理，体积小，安装使用方便的盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置，能够实时检测绝缘子机械应力和绝缘子温度的变化。

一种盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置，其特别之处在于：包括长方体的机械支撑支架，在该机械支撑支架前端面和后端面上分别固定安装有前面板和后面板，在该前面板上固定安装有第一圆头螺栓，该第一圆头螺栓伸入前面板内侧的部分通过第一转接金具与绝缘子的钢帽连接，而在该后面板上固定安装有第二圆头螺栓，该第二圆头螺栓伸入后面板内侧的部分依次通过机械应力施加装置、第二转接金具、力学称重传感器和第三转接金具与绝缘子的钢脚连接；其中在绝缘子的外壁上固定安装有温度传感器，该温度传感器和前述的力学称重传感器分别通过信号电缆与信号监测采集单元连接。

其中机械应力施加装置包括带有内螺纹的金属套筒，在该金属套筒两端分别通过螺纹连接插入安装有两个直径相同的螺杆，并且该两个螺杆上的螺纹旋向相反，在该金属套筒外壁上沿周向均布有若干凸起从而作为推动该金属套筒旋转的杠杆。

其中信号监测采集单元采用相连接的微控制器和人机界面。

本发明提供了一种适用于盘型悬式绝缘子的力学性能试验装置，该装置结构简单，安装使用方便。通过机械应力施加装置对绝缘子施加机械应力，通过拉力传感器实时监测绝缘子机械应力的变化，通过贴片温度传感器实时监测绝缘子温度变化，该装置体积较小，在施加预应力后可以直接放入到环境模拟试验装置或者温湿度试验箱中，为测试绝缘子在不同环境条件下的性能提供支撑。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明中机械应力施加装置10部分的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明提供了一种盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置，包括长方体的机械支撑支架1，在该机械支撑支架1前端面和后端面上分别固定安装有前面板和后面板，在该前面板上固定安装有第一圆头螺栓21，该第一圆头螺栓21伸入前面板内侧的部分通过第一转接金具3与绝缘子4的钢脚连接，而在该后面板上固定安装有第二圆头螺栓22，该第二圆头螺栓22伸入后面板内侧的部分依次通过机械应力施加装置10、第二转接金具8、力学称重传感器7和第三转接金具6与绝缘子4的钢脚连接；其中在绝缘子4的外壁上固定安装有温度传感器5，该温度传感器5和前述的力学称重传感器7分别通过信号电缆与信号监测采集单元11连接。

其中机械应力施加装置10包括带有内螺纹的金属套筒13，在该金属套筒13两端分别通过螺纹连接插入安装有两个直径相同的螺杆9，并且该两个螺杆9上的螺纹旋向相反，在该金属套筒13外壁上沿周向均布有若干凸起12从而作为推动该金属套筒13旋转的杠杆。另外信号监测采集单元11采用相连接的微控制器和人机界面或者采用工控机。

实施例1：

本发明提供了适用于温度和湿度变化对高压输电线路盘型悬式绝缘子力学性能变化的试验装置，包括机械连接金具、悬式绝缘子4、温度传感器5、拉力传感器、信号监测与采集装置、机械应力施加装置10和机械支撑支架1构成。

所述机械连接金具包括两端两个圆头金属螺栓和与绝缘子4的钢脚、钢帽和拉力传感器相连的转接金具。温度传感器5采用贴片传感器，所述温度传感器5将绝缘子4温度变化转化为电信号，通过信号电缆传输到信号监测与采集装置。拉力传感器采用称重型力学传感器，将绝缘子4上的机械应力转化为电信号，通过信号电缆传输到信号监测与采集装置。信号监测与采集装置具有显示和存储功能，将绝缘子4的温度变化信息及应力信息存储，并通过USB与计算机实现通信功能。机械应力施加装置10通过杠杆原理，由金属套筒13和两个直径相同的反向螺纹螺杆9构成，利用杠杆旋转套筒，对绝缘子4施加机械应力。机械支撑支架1由普通碳素钢构成一个立体的支架，主要起机械支撑作用。

以下将结合附图对本发明进行详细说明：

参见图1、2，一种适用于温度和湿度变化对高压输电线路盘型悬式绝缘子力学性能变化的试验装置，包括机械连接金具、悬式绝缘子4、温度传感器5、拉力传感器和机械应力施加装置10和机械支撑支架1构成。机械连接金具包括两端两个圆头螺栓和与绝缘子4钢脚、钢帽和拉力传感器相连的若干转接金具。温度传感器5采用贴片传感器，所述温度传感器5将绝缘子4温度变化转化为电信号，通过信号电缆传输到信号监测与采集装置。拉力传感器采用力学称重传感器7，将绝缘子4上的机械应力转化为电信号，通过信号电缆传输到信号监测与采集装置。

信号监测与采集装置具有显示和存储功能，将绝缘子4的温度变化信息及应力信息存储，并通过USB与计算机实现通信功能。机械应力施加装置10通过杠杆原理，由金属套筒13和两个直径相同的反向螺纹螺杆9构成，利用杠杆旋转套筒，对绝缘子4施加机械应力，在旋转套同时，需将两端的螺杆9固定，为便于固定螺杆9，将螺杆9部分打磨成正方形。机械支撑支架1由普通碳素钢Q235构成一个立体的支架，主要起机械支撑作用，支架的尺寸为400×400×800mm³。

Claims (3)

1.一种盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置，其特征在于：包括长方体的机械支撑支架(1)，在该机械支撑支架(1)前端面和后端面上分别固定安装有前面板和后面板，在该前面板上固定安装有第一圆头螺栓(21)，该第一圆头螺栓(21)伸入前面板内侧的部分通过第一转接金具(3)与绝缘子(4)的钢帽连接，而在该后面板上固定安装有第二圆头螺栓(22)，该第二圆头螺栓(22)伸入后面板内侧的部分依次通过机械应力施加装置(10)、第二转接金具(8)、力学称重传感器(7)和第三转接金具(6)与绝缘子(4)的钢脚连接；其中在绝缘子(4)的外壁上固定安装有温度传感器(5)，该温度传感器(5)和前述的力学称重传感器(7)分别通过信号电缆与信号监测采集单元(11)连接。

2.如权利要求1所述的盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置，其特征在于：其中机械应力施加装置(10)包括带有内螺纹的金属套筒(13)，在该金属套筒(13)两端分别通过螺纹连接插入安装有两个直径相同的螺杆(9)，并且该两个螺杆(9)上的螺纹旋向相反，在该金属套筒(13)外壁上沿周向均布有若干凸起(12)从而作为推动该金属套筒(13)旋转的杠杆。

3.如权利要求1所述的盘型悬式绝缘子力学性能检测试验装置，其特征在于：其中信号监测采集单元(11)采用相连接的微控制器和人机界面。