CN113640124A - 一种套管端部电连接结构静力试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种套管端部电连接结构静力试验装置，试验试件、反力架系统、加载设备、配套工装、传感器组件和测控系统弥补了套管电连接结构静力试验的空白，通过设计水平梁，可满足不同类型套管电连接结构的不同竖直安装方向需求；通过设计配套工装，实现了套管电连接结构的通配安装，大大提高了试验设备的可使用性与可重复利用性；同时针对不同电连接结构提出不同的安装方法，使试验布置与正常工作状况一致，使试验更具有说服力。

Description

一种套管端部电连接结构静力试验装置
技术领域
本发明属于静力试验技术领域，具体涉及一种套管端部电连接结构静力试验装置。
背景技术
近年来已经有多起特高压换流变压器起火燃烧事故发生，其起火迅速、燃烧时间长，过火面积大，给电网造成了严重的经济损失，并在事后现场检查中发现事故与套管电连接结构载流失效直接相关。有研究表明，套管电连接结构的失效会导致过热和放电故障等异常现象，并且对于大容量换流变压器，其具有负荷电流大、谐波分量高、机械振动强、运行温度高等特点，其负荷电流有5000A以上，远高于普通电力变压器负荷电流。如果在如此高电流的载流情况下，套管电连接结构的失效很可能会导致起火燃爆。因此十分有必要对套管电连接结构的可靠性进行试验。
变压器套管载流的典型电连接结构一般有面面压接型(含拉杆)、螺纹连接型、表带触指连接型与螺栓连接型四种类型，会根据载流需求的不同选择不同的类型。现有的静力试验方案一般为直接使用试验室反力架进行试件安装，但并不能满足多种电连接结构类型通配安装。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术静力试验装置无法同时满足多种电连接结构类型通配安装的缺点，提出了一种套管端部电连接结构静力试验装置。
本发明采用如下技术方案：
一种套管端部电连接结构静力试验装置，其关键在于：包括试验试件、反力架系统、加载设备、配套工装、传感器组件和测控系统；
所述反力架系统包括反力柱和三角形反力架，所述反力架的竖向钢柱与所述反力柱正对设置，所述反力柱和三角形反力架的竖向钢柱之间设置有可上下移动的水平梁，所述试验试件固定在所述水平梁上；
所述加载设备包括水平向作动器和转换装置；所述水平向作动器一端固定连接在所述三角形反力架的竖向钢柱上，其另一端沿水平方向通过转接装置连接在所述试验试件上，所述水平向作动器用于测量试验试件在试验过程中所受到的水平力；
所述配套工装包括通用底座和拉杆适用工装，所述通用底座和拉杆适用工装用于将试验试件固定在所述水平梁上；
所述传感器组件包括位移传感器和应变传感器，所述位移传感器设置于所述试验试件上且与所述水平向作动器处于同一水平高度上，所述位移传感器用于收集试验试件在试验过程中的水平位移，所述应变传感器设置于试验试件的试验部位，用于测量试验试件上试验部位的应变数据；
所述测控系统分别与所述位移传感器、应变传感器和水平作动器连接，用于采集试验试件的水平位移数据据、拉杆的拉力、水平侧向力以及试验部位的应变数据。
该方案的效果是：弥补了套管电连接结构静力试验的空白，通过设计水平梁，可满足不同类型套管电连接结构的不同竖直安装方向需求；通过设计配套工装，可实现套管电连接结构的通配安装，大大提高了试验设备的可使用性与可重复利用性。
作为优选方案，所述反力柱、三角形反力架、水平梁均为钢构件，所述水平梁两端分别通过四片角钢固定连接，所述反力柱和三角形反力架的竖向钢柱上均沿竖直方向设有多个通孔，以插入螺栓将所述四片角钢与竖向钢柱固定。该方案的效果是：能调节水平梁不同水平高度，适用于不同类型的套管电连接结构。
作为优选方案，所述水平梁中部设有垂直贯穿的螺栓孔，以通过螺栓固定通用底座。该方案的效果是：便于通用底座的安装和拆卸与调整位置。
作为优选方案，所述通用底座为圆柱体，其圆心处设有直径为54mm的贯穿孔，该贯穿孔的孔壁上设有内螺纹；
所述通用底座上顶面围绕该贯穿孔设有按六等边形排列的六个直径为12mm的端子连接孔，其中任意两个相对设置的端子连接孔为盲孔，其余四个为深度60mm的通孔；
拉杆适用工装为圆柱形钢构件，中间有直径20mm的拉杆孔，拉杆下端穿过该拉杆孔与试验试件连接，拉杆上部通过螺栓施加预拉力与固定。
该方案的效果是：使通用底座适用性更强，能满足不同类型套管电连接结构的安装。
有益效果：本发明的一种套管端部电连接结构静力试验装置，弥补了套管电连接结构静力试验的空白，通过设计水平梁，可满足不同类型套管电连接结构的不同竖直安装方向需求；通过设计配套工装，实现了套管电连接结构的通配安装，大大提高了试验设备的可使用性与可重复利用性；同时针对不同电连接结构提出不同的安装方法，使试验布置与正常工作状况一致，使试验更具有说服力。
附图说明
图1为本发明的结构的示意图；
图2为通用底座41的结构简示图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例：如附图1-2所示，一种套管端部电连接结构静力试验装置，包括试验试件、反力架系统、加载设备、配套工装、传感器组件和测控系统6；
所述反力架系统包括反力柱21和三角形反力架22，所述反力架22的竖向钢柱与所述反力柱21正对设置，所述反力柱21和三角形反力架22的竖向钢柱之间设置有可上下移动的水平梁23，所述试验试件固定在所述水平梁23上；
所述加载设备包括水平向作动器31和转换装置32；所述水平向作动器31一端固定连接在所述三角形反力架22的竖向钢柱上，其另一端沿水平方向通过转接装置连接在所述试验试件上，所述水平向作动器31用于测量试验试件1在试验过程中所受到的水平力，水平向作动器31采用常用液压加载器即可。
所述配套工装包括通用底座41和拉杆适用工装42，所述通用底座和拉杆适用工装42用于将试验试件1固定在所述水平梁23上；
所述传感器组件包括位移传感器51和应变传感器52，所述位移传感器51设置于所述试验试件1上且与所述水平向作动器31处于同一水平高度上，所述位移传感器51用于收集试验试件1在试验过程中的水平位移，所述应变传感器52设置于试验试件1的试验部位，用于测量试验试件1上试验部位的应变数据；
所述测控系统6分别与所述位移传感器51、应变传感器52和水平作动器31连接，用于采集试验试件1的水平位移数据据、拉杆的拉力、水平侧向力以及试验部位的应变数据。
所述反力柱、三角形反力架22、水平梁均为钢构件，所述水平梁两端分别通过四片角钢固定连接，所述反力柱和三角形反力架22的竖向钢柱上均沿竖直方向设有多个通孔，以插入螺栓将所述四片角钢231与竖向钢柱固定。
所述水平梁中部设有垂直贯穿的螺栓孔，以通过螺栓固定通用底座41。
所述通用底座为圆柱体，其圆心处设有直径为54mm的贯穿孔，该贯穿孔的孔壁上设有内螺纹；所述通用底座上顶面围绕该贯穿孔设有按六等边形排列的六个直径为12mm的端子连接孔，其中任意两个相对设置的端子连接孔为盲孔，其余四个为深度60mm的通孔；拉杆适用工装为圆柱形钢构件，中间有直径20mm的拉杆孔，拉杆下端穿过该拉杆孔与试验试件连接，拉杆上部通过螺栓施加预拉力与固定。
特别说明的是，本发明中试验试件1通常包括以下四种不同类型管电连接结构，其进行实验时具体安装方式不同，具体安装方式如下：
(1)面面压接型：使用通用底座41与拉杆适用工装12；按照正常工作状况的安装方向进行安装，即接线端子在载流底板下方；通用底座通过顶部六个螺栓与水平梁23进行连接，拉杆通过通用底座中部的通孔连接接线端子进行固定，而拉杆通过拉杆适用工装42固定并施加预拉力；
(2)螺纹连接型：使用通用底座41，按照正常工作状况的安装方向进行安装，即接线端子在载流底板下方；通用底座41通过顶部六个螺栓与可移动的水平梁23进行连接，接线端子与接线底座螺接；
(3)表带触指型：使用通用底座41，按照与正常工作状况相反方向进行安装，即接线端子(公头)在载流底板上方；通用底座41通过顶部六个螺栓安装于水平梁23上方，接线端子与接线底座螺接；
(4)螺栓连接型：使用通用底座41，按照正常工作状况的安装方向进行安装，即接线端子在载流底板下方；通用底座41通过顶部六个螺栓与水平梁23进行连接，接线端子通过通用底座41上四个为通孔的端子连接孔(411)与通用底座连接。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种套管端部电连接结构静力试验装置，其特征在于：包括试验试件(1)、反力架系统、加载设备、配套工装、传感器组件和测控系统(6)；
所述反力架系统包括反力柱(21)和三角形反力架(22)，所述反力架(22)的竖向钢柱与所述反力柱(21)正对设置，所述反力柱(21)和三角形反力架(22)的竖向钢柱之间设置有可上下移动的水平梁(23)，所述试验试件(1)固定在所述水平梁(23)上；
所述加载设备包括水平向作动器(31)和转换装置(32)；所述水平向作动器(31)一端固定连接在所述三角形反力架(22)的竖向钢柱上，其另一端沿水平方向通过转接装置(32)连接在所述试验试件(1)上，所述水平向作动器(31)用于测量试验试件(1)在试验过程中所受到的水平力；
所述配套工装包括通用底座(41)和拉杆适用工装(42)，所述通用底座(41)和拉杆适用工装(42)用于将试验试件(1)固定在所述水平梁(23)上；
所述传感器组件包括位移传感器(51)和应变传感器(52)，所述位移传感器(51)设置于所述试验试件(1)上且与所述水平向作动器(31)处于同一水平高度上，所述位移传感器(51)用于收集试验试件(1)在试验过程中的水平位移，所述应变传感器(52)设置于试验试件(1)的试验部位，用于测量试验试件(1)上试验部位的应变数据；
所述测控系统(6)分别与所述位移传感器(51)、应变传感器(52)、水平作动器(31)连接，用于采集试验试件(1)的水平位移数据据、拉杆的拉力、水平侧向力以及试验部位的应变数据。
2.根据权利要求1所述的一种套管端部电连接结构静力试验装置，其特征在于：所述反力柱(21)、三角形反力架(22)、水平梁(23)均为钢构件，所述水平梁(23)两端分别通过四片角钢(231)固定连接，所述反力柱(21)和三角形反力架(22)的竖向钢柱上均沿竖直方向设有多个通孔，以插入螺栓将所述四片角钢与竖向钢柱固定。
3.根据权利要求2所述的一种套管端部电连接结构静力试验装置，其特征在于：所述水平梁(23)中部设有垂直贯穿的螺栓孔，以通过螺栓固定通用底座(41)。
4.根据权利要求3所述的一种套管端部电连接结构静力试验装置，其特征在于：所述通用底座(41)为圆柱体，其圆心处设有直径为54mm的贯穿孔(410)，该贯穿孔(410)的孔壁上设有内螺纹；
所述通用底座(41)上顶面围绕该贯穿孔(410)设有按六等边形排列的六个直径为12mm的端子连接孔(411)，其中任意两个相对设置的端子连接孔(411)为盲孔，其余四个为深度60mm的通孔；
拉杆适用工装(42)为圆柱形钢构件，中间有直径20mm的拉杆孔，拉杆下端穿过该拉杆孔与试验试件(1)连接，拉杆上部通过螺栓施加预拉力与固定。
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