CN109238873A - 一种测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置，包括加载片、应变片、信号控制转换单片机、稳压供电模块、电压表、标准砝码和固定装置，加载片为与伞裙上表面相贴合的月牙状，通过固定装置固定在伞裙上表面，并使加载片外边缘伸出伞裙边缘，应变片通过固定装置固定在伞裙的底面，标准砝码悬吊在加载片外边缘，应变片的输出端与信号控制转换单片机的输入端连接，信号控制转换单片机的输出端与电压表连接，信号控制转换单片机和电压表均与稳压供电模块连接。本发明能实现伞裙抗弯折强度的测量，降低测试成本与复杂程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量伞裙抗弯折强度的装置，特别是一种应用于测量空心复合绝缘子风力影响下抗弯折强度的装置。
背景技术
换流站的空心复合绝缘子在长期运行后，其机械性能出现下降，反映在硬度上升、脆化、抗撕裂性能下降等。当复合绝缘子的伞裙出现显著老化后，通过手指摁压或弯折，能发现其抗弯折能力明显下降，甚至出现大量裂纹。这将使空心复合绝缘子在受到风力等作用力下易产生弯曲形变，可能会导致伞裙撕裂，使绝缘子产生爬距损失，绝缘强度明显降低。因此，有必要对尚未退运的空心复合绝缘子进行抗弯折强度的检测以确保其稳定运行。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明提供一种测量空心复合绝缘子伞群抗弯折强度的装置，通过对伞裙表面加压大小与弯折程度之间进行定量分析，从而实现伞裙抗弯折强度的测量。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置，包括加载片、应变片、信号控制转换单片机、稳压供电模块、电压表、标准砝码和固定装置，加载片为与伞裙上表面相贴合的月牙状，通过固定装置固定在伞裙上表面，并使加载片外边缘伸出伞裙边缘，应变片通过固定装置固定在伞裙下表面，标准砝码悬吊在加载片外边缘，应变片的输出端与信号控制转换单片机的输入端连接，信号控制转换单片机的输出端与电压表连接，信号控制转换单片机和电压表均与稳压供电模块连接。
进一步地，所述的应变片包括栅状导电回路、绝缘薄片夹层和外接引脚，栅状导电回路位于绝缘薄片夹层之间，外接引脚与栅状导电回路连接，栅状导电回路的电阻响应应变片的机械变化，将应变片本身形变的机械量转化为电信号。
进一步地，所述的信号控制转换单片机可调节无信号输入时的零电位，信号控制转换单片机处理应变片输出的电信号，经放大稳定后输出-4～+4V的电压信号。
进一步地，所述的稳压供电模块包括电源与稳压模块，通过稳压模块可输出稳定的5V电压为信号控制转换单片机供电。
进一步地，所述的标准砝码根据风压的实际范围选择范围与梯度。
进一步地，所述的固定装置使用夹子将加载片与应变片固定在伞裙表面不滑动。
本发明使用形状经过计算的月牙状加载片贴于伞裙上表面对风压进行模拟，利用应变片较为精确的测量伞裙的弯折程度并通过电路以电信号的形式呈现。通过调节加载片所加标准砝码的质量，可以在伞裙表面施加不同大小的压力，进而形成弯折程度的变化，实现伞裙抗弯折强度的测量，降低测试成本与复杂程度。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
附图标记说明：1-加载片；2-应变片；3-信号控制转换单片机；4-稳压供电模块；5-电压表；6-标准砝码；7-固定装置。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明的测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置，包括加载片1、应变片2、信号控制转换单片机3、稳压供电模块4、电压表5、标准砝码6和固定装置7。
加载片1为与伞裙上表面相贴合的月牙状加载片，能够很好地模拟伞裙的主要受压形变区域，通过固定装置7贴合在伞裙上表面，并使加载片1外边缘伸出伞裙边缘。标准砝码6通过绳索悬吊在加载片1的外边缘，加载片1将悬挂的标准砝码6的重力均匀施加在待测伞裙上表面的月牙状区域，模拟受风压下的弯折程度，标准砝码6的重量和数量需要根据风压的实际范围选择。应变片2通过固定装置7固定在伞裙下表面，固定装置6采用夹子，可以将加载片1与应变片2固定在伞裙表面不滑动。应变片2的输出端与信号控制转换单片机3的输入端连接，信号控制转换单片机4的输出端与电压表5连接，信号控制转换单片机3和电压表5均与稳压供电模块4连接，稳压供电模块4包括电源与稳压模块，通过稳压模块可输出稳定的5V电压为信号控制转换单片机3供电，同时还可以调节信号控制转换单片机3在无信号输入时的零电位。
应变片2为电阻应变片，其包括栅状导电回路、绝缘薄片夹层和外接引脚，栅状导电回路位于绝缘薄片夹层之间，外接引脚与栅状导电回路连接，栅状导电回路的电阻响应应变片2的机械变化，将应变片2本身形变的机械量通过电路转化为表示电阻变化量的电信号。信号控制转换单片机3用于处理应变片2输出的电信号，经放大稳定后输出-4～+4V的电压信号，并通过电压表5进行显示。电压表5显示的输出电压可以反映伞裙的弯折程度，输出电压越高，表明应变片2的形变量越大，比较不同伞裙在相同压力下的输出电压，即可得到其抗弯折强度的相对强弱。
本发明工作原理或步骤如下：
(1)根据待测空心复合绝缘子的投运环境等实际状况，选取合适的砝码范围与梯度。
(2)将待测空心复合绝缘子竖直放置，使用固定装置7将月牙状加载片1固定于待测伞裙的上表面，使其基本贴合伞裙表面，不存在施压仅存在于固定装置7附近的情况。
(3)使用固定装置7将应变片2从伞裙边缘向轴方向贴于待测伞裙的下表面，应变片2应与伞裙下表面应紧密贴合。
(4)打开稳压供电模块4，为信号控制转换单片机3提供5V电平，调节信号控制转换单片机3的电容，将无载荷情况下的输出电压调零。
(5)将标准砝码6悬挂于加载片1外边缘的圆孔处进行加载，更换标准砝码6的重量并记录加载片1在不同带载下的输出电压，如表1所示。在测量加载质量与输出电压的关系时，建议由低至高测量后再由高至低测量一次，抵消机械滞后的影响。
(6)输出电压反映伞裙的弯折程度，输出电压越高，表明形变量越大，比较不同伞裙在相同压力作用下的输出电压，即可得到其抗弯折强度的相对强弱。
(7)测量结束后，拆除标准砝码6，小心拆下应变片2与所联电路，最后拆除固定装置7与加载片1。
表1某空心复合绝缘子伞裙的实测数据
| 重物质量/g | 20.00 | 49.99 | 99.99 | 122.13 | 144.11 | 186.20 |
| 输出电压/V | 0.17 | 0.23 | 0.38 | 0.47 | 0.52 | 0.58 |
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置，其特征在于：包括加载片、应变片、信号控制转换单片机、稳压供电模块、电压表、标准砝码和固定装置，加载片为与伞裙上表面相贴合的月牙状，通过固定装置固定在伞裙上表面，并使加载片外边缘伸出伞裙边缘，应变片通过固定装置固定在伞裙下表面，标准砝码悬吊在加载片外边缘，应变片的输出端与信号控制转换单片机的输入端连接，信号控制转换单片机的输出端与电压表连接，信号控制转换单片机和电压表均与稳压供电模块连接。
2.根据权利要求1所述的测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置，其特征在于：所述的应变片包括栅状导电回路、绝缘薄片夹层和外接引脚，栅状导电回路位于绝缘薄片夹层之间，外接引脚与栅状导电回路连接，栅状导电回路的电阻响应应变片的机械变化，将应变片本身形变的机械量转化为电信号。
3.根据权利要求1所述的测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置，其特征在于：所述的信号控制转换单片机可调节无信号输入时的零电位，信号控制转换单片机处理应变片输出的电信号，经放大稳定后输出-4～+4V的电压信号。
4.根据权利要求1所述的测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置，其特征在于：所述的稳压供电模块包括电源与稳压模块，通过稳压模块可输出稳定的5V电压为信号控制转换单片机供电。
5.根据权利要求1所述的测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置，其特征在于：所述的标准砝码根据风压的实际范围选择范围与梯度。
6.根据权利要求1所述的测量空心复合绝缘子伞裙抗弯折强度的装置，其特征在于：所述的固定装置使用夹子将加载片与应变片固定在伞裙表面不滑动。
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