CN205808656U - 特高压直流单柱、双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种特高压直流单柱、双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型包括支架和单柱支柱绝缘子，所述支架用于安装在振动台上，所述单柱支柱绝缘子包括沿竖向方向依次连接的多个复合支柱绝缘子，所述单柱支柱绝缘子的下端安装在所述支架上，所述单柱支柱绝缘子的上端设有配重件，所述配重件的上端设有金具。所述特高压直流单柱、双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，通过在单柱支柱绝缘子的上端设置能够等效模拟单柱支柱绝缘子顶部原有的均压环和管母线的配重件，对抗震试验没有影响，结构简单、制造方便，试验成本较低，且测点布置方便。

Description

特高压直流单柱、双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型

技术领域

本实用新型涉及变电站设备技术领域，尤其涉及一种特高压直流单柱、双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型。

背景技术

随着我国输变电工程向高压、超高压和特高压方向发展，交流变电站和直流换流站中装备了大量的关键变电设备，这些关键变电设备一般通过支柱绝缘子进行支撑。传统的，在变电站中采用的支柱绝缘子多为陶瓷材料，陶瓷材料为脆性材料，其弹性模量较大，但是抗冲击性能和延性较差，一旦在内部形成微小裂纹，就容易在地震中造成脆性断裂破坏，进而造成变电设备的损坏。近年来，复合支柱绝缘子因具有耐污性能好，重量轻，强度高，抗冲击性能好，不宜破碎等优点，开始逐渐被电力系统接受并投入使用。

一般的，用于支撑管母线的复合支柱绝缘子是安装在支架上面，由多个复合支柱绝缘子组成的单柱支柱绝缘子需要支撑设置在其上部的均压环和两侧的管母线等重量，由于支架对地震波的放大作用，使得支撑管母线的单柱支柱绝缘子受到的地震强度大于实际地震强度。为保证支撑的可靠性，需要研究单柱支柱绝缘子与管母线耦联体系下的抗震性能，尤其是应用在一些高烈度地区时，需要进行抗震试验，获取单柱支柱绝缘子的抗震性能。但是，现有针对单个支柱绝缘子、以及多个单柱支柱绝缘子与管母线耦联体系的抗震试验研究较少，没有适于进行抗震试验的试验模型。

实用新型内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、制造方便、试验成本较低且便于测点布置的特高压直流单柱、双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型。

其技术方案如下：

一种特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，包括支架和单柱支柱绝缘子，所述支架用于安装在振动台上，所述单柱支柱绝缘子包括多个依次连接的复合支柱绝缘子，所述单柱支柱绝缘子的下端安装在所述支架上，所述单柱支柱绝缘子的上端设有配重件，所述配重件的上端设有金具。

在其中一个实施例中，所述复合支柱绝缘子包括绝缘子芯棒以及套设在所述绝缘子芯棒外侧的硅橡胶护套，所述硅橡胶护套与所述绝缘子芯棒连接，所述硅橡胶护套通过硅橡胶膜缠绕所述绝缘子芯棒形成，所述硅橡胶护套在所述绝缘子芯棒的外壁上均匀分布。

在其中一个实施例中，所述绝缘子芯棒的两端分别设有法兰，所述硅橡胶护套包括沿绝缘子芯棒轴向方向设置的第一护套和第二护套，所述第一护套远离第二护套的端部与所述绝缘子芯棒第一端的法兰之间预留有第一安装间隙，所述第一护套与第二护套之间预留有第二安装间隙，所述第二护套远离第一护套的端部与所述绝缘子芯棒第二端的法兰之间预留有第三安装间隙，所述第二安装间隙位于所述绝缘子芯棒的中部。

在其中一个实施例中，所述第一护套的外侧设有用于环向固定其自身的第一固定件，所述第二护套的外侧设有用于环向固定其自身的第二固定件，所述第一安装间隙处、第二安装间隙处以及第三安装间隙处均设有纵向固定组件，所述纵向固定组件用于纵向固定所述第一护套和第二护套。

在其中一个实施例中，所述纵向固定组件包括至少两块固定垫块以及用于环向固定所述固定垫块的第三固定件，至少两块固定垫块沿绝缘子芯棒的周向布置，位于第一安装间隙处的固定垫块的一端与绝缘子芯棒第一端的法兰接触，另一端与第一护套的端部接触；位于第二安装间隙处的固定垫块的一端与第一护套的端部接触，另一端与第二护套的端部接触；位于第三安装间隙处的固定垫块的一端与绝缘子芯棒第二端的法兰接触，另一端与第二护套的端部接触。

在其中一个实施例中，所述第一固定件包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第一护套沿绝缘子芯棒轴向方向的上部、中部和下部；所述第二固定件包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第二护套沿绝缘子芯棒轴向方向的上部、中部和下部。

在其中一个实施例中，所述第三固定件包括两根固定钢丝，两根固定钢丝分别布置在所述固定垫块沿绝缘子芯棒轴向方向的上部和下部；所述纵向固定组件包括四块固定垫块，四块固定垫块沿所述绝缘子芯棒的周向均匀布置。

在其中一个实施例中，所述单柱支柱绝缘子包括五个复合支柱绝缘子。

在其中一个实施例中，所述配重件为铁板。

一种特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，包括内侧管母线以及两个上述所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，两个所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型分别位于所述内侧管母线的两端，所述内侧管母线的两端分别与对应端的所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型的金具连接，所述配重件与所述单柱支柱绝缘子螺栓连接。

本实用新型的有益效果在于：

在地震中，单柱支柱绝缘子顶部的均压环与两侧管母线对单柱支柱绝缘子不起力学作用，其对单柱支柱绝缘子的力学性能影响可简化为集中质量。上述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，通过在单柱支柱绝缘子上端设置配重件，实际试验时，可将配重件的质量设置地与单柱支柱绝缘子顶部原有的均压环和两侧管母线质量相当，进而配重件能够等效模拟单柱支柱绝缘子顶部原有的均压环和两侧管母线，进行抗震试验时，不会影响整个试验模型的力学性能，对抗震试验没有影响，无需额外设置价格较为昂贵的均压环与管母线，结构简单、制造成本较低；并且，可预先在配重件上留出测点布置空间，相比于在管母线和均压环上布置测点，测点布置更加容易，极大地方便了抗震试验中的测点布置。所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，结构简单、制造方便，试验成本较低，且测点布置方便。

所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，通过采用内侧管母线以及两个上述所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型形成双柱耦联体系，通过双柱耦联体系可等效模拟变电站中多个单柱支柱绝缘子与管母线耦联的体系，模型效果与实际工况接近；在该双柱耦联体系中，由于已设置内侧管母线，实际试验时，可将每个单柱支柱绝缘子上端的配重件的质量设置地与单柱支柱绝缘子顶部原有的均压环和外侧管母线质量相当，进而配重件能够等效模拟单柱支柱绝缘子顶部原有的均压环和外侧管母线，无需额外设置价格较为昂贵的均压环与外侧管母线。所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，模拟效果与实际工况接近，结构简单、制造方便、测点布置方便，试验成本较低。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的复合支柱绝缘子的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的复合支柱绝缘子的局部剖开结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型的结构示意图；

图5为图4中A处的放大示意图。

附图标记说明：

10、内侧管母线，20、特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，210、支架，220、单柱支柱绝缘子，221、复合支柱绝缘子，2211、绝缘子芯棒，2212、硅橡胶护套，2212a、第一护套，2212b、第二护套，2213、法兰，2214、第一安装间隙，2215、第二安装间隙，2216、第三安装间隙，2217、第一固定件，2218、第二固定件，2219、纵向固定组件，2219a、固定垫块，2219b、第三固定件，230、配重件，240、金具，100、振动台。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明：

一种特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，包括内侧管母线10以及两个特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型20。

如图1所示，所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型20，包括支架210和单柱支柱绝缘子220，所述支架210用于安装在振动台100上，所述单柱支柱绝缘子220包括多个依次连接的复合支柱绝缘子221，所述单柱支柱绝缘子220的下端安装在所述支架210上，所述单柱支柱绝缘子220的上端设有配重件230，所述配重件的上端设有金具240。其中，定义所述单柱支柱绝缘子220与支架210连接的一端为下端，所述单柱支柱绝缘子220远离支架210的一端为上端。

本实施例中，所述配重件230为铁板，制造方便、成本较低。所述支架210采用实际工况中应用的支架，支架210的刚度及其与单柱支柱绝缘子220的连接方式均与实际工况相同，模型效果与实际工况接近，模拟效果好。每根所述单柱支柱绝缘子220包括五个复合支柱绝缘子221，本实施例的特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型可作为±800KV特高压直流输变电工程背景下的抗震试验模型。实际试验时，采用云南人工地震波模拟实际地震波，适用于抗9度地震烈度的抗震试验，人工波谱模拟满足规范要求，地震模拟效果与实际地震情况相符。

在地震中，单柱支柱绝缘子顶部的均压环与两侧管母线对单柱支柱绝缘子不起力学作用，其对单柱支柱绝缘子的力学性能影响可简化为集中质量。上述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型20，通过在单柱支柱绝缘子220上端设置配重件230，实际试验时，可将配重件230的质量设置地与单柱支柱绝缘子220顶部原有的均压环和两侧管母线质量相当，进而配重件230能够等效模拟单柱支柱绝缘子220顶部原有的均压环和两侧管母线，进行抗震试验时，不会影响整个试验模型的力学性能，对抗震试验没有影响，无需额外设置价格较为昂贵的均压环与管母线，结构简单、制造成本较低；并且，可预先在配重件230上留出测点布置空间，相比于在管母线和均压环上布置测点，测点布置更加容易，极大地方便了抗震试验中的测点布置。所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型20，结构简单、制造方便，试验成本较低，且测点布置方便。

如图2、图3所示，所述复合支柱绝缘子221包括绝缘子芯棒2211以及套设在所述绝缘子芯棒2211外侧的硅橡胶护套2212，所述硅橡胶护套2212与所述绝缘子芯棒2211连接。所述硅橡胶护套2212通过硅橡胶膜缠绕所述绝缘子芯棒2211形成，为多层薄层膜状结构，所述硅橡胶护套2212在所述绝缘子芯棒2211的外壁上均匀分布。为了便于示意，图4中将绝缘子芯棒2211外侧的硅橡胶护套2212剖开1/4。

一般的，复合支柱绝缘子221包括绝缘子芯棒2211和硅橡胶伞裙，绝缘子芯棒2211与硅橡胶伞裙是分离模式，在地震中，绝缘子芯棒2211为主要受力构件，硅橡胶伞裙为附属结构，不起力学作用，其对力学性能的影响可简化为分布质量。所述复合支柱绝缘子221，通过在绝缘子芯棒2211的外侧设置均匀分布在其外壁上的硅橡胶护套2212，实际需要对某一型号的复合支柱绝缘子进行抗震试验时，仅需将与该型号复合支柱绝缘子的硅橡胶伞裙质量相当的硅橡胶膜均匀缠绕在绝缘子芯棒2211的外壁上，使硅橡胶护套2212的质量与该型号复合支柱绝缘子原有的硅橡胶伞裙质量相当，硅橡胶护套2212即能够等效模拟复合支柱绝缘子221原有的硅橡胶伞裙，硅橡胶护套2212与硅橡胶伞裙在力学上可视为等效代替，复合支柱绝缘子即可等效模拟现有的复合支柱绝缘子以进行抗震试验，模拟效果真实，对抗震试验没有影响，进行抗震试验时无需另行制造适于试验的硅橡胶伞裙，制造简单方便，可进一步降低试验成本。

所述绝缘子芯棒2211的两端分别设有法兰2213，所述硅橡胶护套2212包括沿绝缘子芯棒2211轴向方向设置的第一护套2212a和第二护套2212b，所述第一护套2212a远离第二护套2212b的端部与所述绝缘子芯棒2211第一端的法兰2213之间预留有第一安装间隙2214，所述第一护套2212a与第二护套2212b之间预留有第二安装间隙2215，所述第二护套2212b远离第一护套2212a的端部与所述绝缘子芯棒2211第二端的法兰2213之间预留有第三安装间隙2216，所述第二安装间隙2215位于所述绝缘子芯棒2211的中部。采用上述结构，绝缘子芯棒2211的两个端部以及中部可分别预留一段安装间隙，进而便于测点设置、便于传感器的布置。与原有的复合支柱绝缘子221结构相比，原有结构由于采用硅橡胶伞裙，使得绝缘子芯棒2211没有暴露在外，而为满足试验精度的要求，试验中布置的测点需要直接与绝缘子芯棒2211接触，这使得试验时要对硅橡胶伞裙重新加工，制造难度大、测点布置难度大，且价格昂贵，本实施例的复合支柱绝缘子221采用上述结构后，结构简单、便于制造，可根据确定好的测定位置，预先留出安装间隙便于测点设置，极大地方便了测量系统的布置，传感器布置方便，有利于提高抗震试验的测量准确性。

本实施例中，所述第一护套2212a的外侧设有用于环向固定其自身的第一固定件2217，所述第二护套2212b的外侧设有用于环向固定其自身的第二固定件2218，所述第一安装间隙2214处、第二安装间隙2215处以及第三安装间隙2216处均设有纵向固定组件2219，所述纵向固定组件2219用于纵向固定所述第一护套2212a和第二护套2212b。所述硅橡胶护套2212通过第一固定件2217、第二固定件2218以及纵向固定组件2219固定在绝缘子芯棒2211的外壁上。第一固定件2217、第二固定件2218用于在环向方向上固定第一护套2212a、第二护套2212b，纵向固定组件2219用于在纵向方向固定第一护套2212a、第二护套2212b，防止第一护套2212a与第二护套2212b滑落。在进行抗震试验中，所述硅橡胶护套2212能够被可靠地固定在绝缘子芯棒2211上，不易滑落，不会影响试验结果。

本实施例中，所述第一固定件2217包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第一护套2212a沿绝缘子芯棒2211轴向方向的上部、中部和下部。所述第二固定件2218包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第二护套2212b沿绝缘子芯棒2211轴向方向的上部、中部和下部。采用上述设置，在保证用于环向固定硅橡胶护套2212的附加固定钢丝尽量少情况下，又能够将硅橡胶护套2212稳固固定在绝缘子芯棒2211上，不会对影响抗震试验。

进一步的，所述纵向固定组件2219包括至少两块固定垫块2219a以及用于环向固定所述固定垫块2219a的第三固定件2219b，至少两块固定垫块2219a沿绝缘子芯棒2211的周向布置，位于第一安装间隙2214处的固定垫块2219a的一端与绝缘子芯棒2211第一端的法兰2213接触，另一端与第一护套2212a的端部接触；位于第二安装间隙2215处的固定垫块2219a的一端与第一护套2212a的端部接触，另一端与第二护套2212b的端部接触；位于第三安装间隙2216处的固定垫块2219a的一端与绝缘子芯棒2211第二端的法兰2213接触，另一端与第二护套2212b的端部接触。采用上述结构，位于第一安装间隙2214处的固定垫块2219a、位于第二安装间隙2215处的固定垫块2219a以及位于第三安装间隙2216处的固定垫块2219a能够顶住第一护套2212a与第二护套2212b，进而有效防止第一护套2212a和第二护套2212b滑落，所述纵向固定组件2219结构简单、制造方便，纵向固定效果好。

所述第三固定件2219b包括两根固定钢丝，两根固定钢丝分别布置在所述固定垫块2219a沿绝缘子芯棒2211轴向方向的上部和下部。所述纵向固定组件2219包括四块固定垫块2219a，四块固定垫块2219a沿所述绝缘子芯棒2211的周向均匀布置。采用上述设置，在保证用于纵向固定硅橡胶护套2212的附加固定钢丝、固定垫块2219a尽量少情况下，又能够将硅橡胶护套2212稳固固定在绝缘子芯棒2211上，不会对影响抗震试验。本实施例中，固定垫块2219a采用木质材料，木质垫块相较于金属垫块等其他材料的垫块，重量轻，摩擦力大，对整个硅橡胶护套2212的质量影响小，而又不易松动，固定效果好，且木质垫块也不易与金属材质的端部法兰2213发生摩擦磨损。

如图4、图5所示，所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，两个所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型20分别位于所述内侧管母线10的两端，所述内侧管母线10的两端分别与对应端的所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型20的金具240连接，所述配重件与所述单柱支柱绝缘子螺栓连接。

所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，通过采用内侧管母线10以及两个上述所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型20形成双柱耦联体系，通过双柱耦联体系可等效模拟变电站中多个单柱支柱绝缘子与管母线耦联的体系，模型效果与实际工况接近；在该双柱耦联体系中，由于已设置内侧管母线10，实际试验时，可将每个单柱支柱绝缘子220上端的配重件230的质量设置地与单柱支柱绝缘子220顶部原有的均压环和外侧管母线质量相当，进而配重件230能够等效模拟单柱支柱绝缘子220顶部原有的均压环和外侧管母线，无需额外设置价格较为昂贵的均压环与外侧管母线。所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，模拟效果与实际工况接近，结构简单、制造方便、测点布置方便，试验成本较低。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，包括支架和单柱支柱绝缘子，所述支架用于安装在振动台上，所述单柱支柱绝缘子包括多个依次连接的复合支柱绝缘子，所述单柱支柱绝缘子的下端安装在所述支架上，所述单柱支柱绝缘子的上端设有配重件，所述配重件的上端设有金具。

2.根据权利要求1所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，所述复合支柱绝缘子包括绝缘子芯棒以及套设在所述绝缘子芯棒外侧的硅橡胶护套，所述硅橡胶护套与所述绝缘子芯棒连接，所述硅橡胶护套通过硅橡胶膜缠绕所述绝缘子芯棒形成，所述硅橡胶护套在所述绝缘子芯棒的外壁上均匀分布。

3.根据权利要求2所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，所述绝缘子芯棒的两端分别设有法兰，所述硅橡胶护套包括沿绝缘子芯棒轴向方向设置的第一护套和第二护套，所述第一护套远离第二护套的端部与所述绝缘子芯棒第一端的法兰之间预留有第一安装间隙，所述第一护套与第二护套之间预留有第二安装间隙，所述第二护套远离第一护套的端部与所述绝缘子芯棒第二端的法兰之间预留有第三安装间隙，所述第二安装间隙位于所述绝缘子芯棒的中部。

4.根据权利要求3所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，所述第一护套的外侧设有用于环向固定其自身的第一固定件，所述第二护套的外侧设有用于环向固定其自身的第二固定件，所述第一安装间隙处、第二安装间隙处以及第三安装间隙处均设有纵向固定组件，所述纵向固定组件用于纵向固定所述第一护套和第二护套。

5.根据权利要求4所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，所述纵向固定组件包括至少两块固定垫块以及用于环向固定所述固定垫块的第三固定件，至少两块固定垫块沿绝缘子芯棒的周向布置，位于第一安装间隙处的固定垫块的一端与绝缘子芯棒第一端的法兰接触，另一端与第一护套的端部接触；位于第二安装间隙处的固定垫块的一端与第一护套的端部接触，另一端与第二护套的端部接触；位于第三安装间隙处的固定垫块的一端与绝缘子芯棒第二端的法兰接触，另一端与第二护套的端部接触。

6.根据权利要求5所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，所述第一固定件包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第一护套沿绝缘子芯棒轴向方向的上部、中部和下部；所述第二固定件包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第二护套沿绝缘子芯棒轴向方向的上部、中部和下部。

7.根据权利要求6所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，所述第三固定件包括两根固定钢丝，两根固定钢丝分别布置在所述固定垫块沿绝缘子芯棒轴向方向的上部和下部；所述纵向固定组件包括四块固定垫块，四块固定垫块沿所述绝缘子芯棒的周向均匀布置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，所述单柱支柱绝缘子包括五个复合支柱绝缘子。

9.根据权利要求1-7任一项所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，所述配重件为铁板。

10.一种特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验模型，其特征在于，包括内侧管母线以及两个如权利要求1-9任一项所述的特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型，两个所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型分别位于所述内侧管母线的两端，所述内侧管母线的两端分别与对应端的所述特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验模型的金具连接，所述配重件与所述单柱支柱绝缘子螺栓连接。