CN208596106U - 一种芯棒耐酸试验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种芯棒耐酸试验平台，包括杠杆试验装置以及分别位于杠杆两端的拉紧测试段和拉力段；芯棒试品竖直张拉固定在拉紧测试段内，所述拉紧测试段的两端分别与杠杆阻力臂和固定点拉紧固定，并且所述芯棒试品浸泡在酸液环境中；所述拉力段连接在杠杆动力臂上，提供将拉紧测试段内的芯棒试品拉紧的动力。本实用新型将芯棒试品竖直设置，并且通过杠杆试验装置施加试验过程中对芯棒试品的拉力，这样节省了芯棒试验平台整体的横向空间和占地面积，大幅降低试验设备对安装面积的要求，可以同时试验更多组芯棒试品，提高了芯棒耐酸试验的工作效率。

Description

一种芯棒耐酸试验平台

技术领域

本实用新型属于电力工程技术试验设备，具体涉及一种用于复合绝缘子芯棒的耐酸试验平台。

背景技术

复合绝缘子因具有优良的防污性能和低廉的价格，已大规模在我国架空输电线路应用。复合绝缘子在线路上运行必须承受输电导线自重及冰、风等荷载，这些荷载最终由复合绝缘子的芯棒来承受，芯棒一旦断裂，可能造成导线掉落地面，进而可能引发线下人身触电伤害事件和造成停电。因此，芯棒的安全关乎电网安全。

目前检测芯棒质量的一种方式之一是芯棒耐腐蚀应力试验，即将芯棒某一部位浸泡在一定浓度硝酸溶液中，然后对芯棒两端施加一定强度机械拉力，在 96小时后若其机械性能稳定，则认为该芯棒耐腐蚀应力试验合格。现有方法常常是取同批次相同规格三节试品依次串联放置于卧式拉力机中进行耐腐蚀应力试验，该方法可同时对三个试品进行检测，但因每个试品有80cm-100cm长，导致横向空间需求较大，即对卧式拉力机长度有一定要求，需要占据较大室内空间，若单个试品进行试验，则试验周期太长。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的复合绝缘子芯棒耐酸试验占用空间大的缺陷，提供一种新型的芯棒耐酸试验平台。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种芯棒耐酸试验平台，包括杠杆试验装置以及分别位于杠杆两端的拉紧测试段1和拉力段5；

芯棒试品14竖直张拉固定在拉紧测试段1内，所述拉紧测试段1的两端分别与杠杆阻力臂和固定点拉紧固定，并且所述芯棒试品14受拉部分的测试点浸泡在酸液环境中；

所述拉力段5连接在杠杆动力臂上，提供将拉紧测试段内的芯棒试品拉紧的动力。

进一步的，所述拉紧测试段1包括拉力传感器11以及至少一组上部悬挂金具12和下部悬挂金具13，所有芯棒试品14的两端分别与上部悬挂金具12和下部悬挂金具13固定连接，并通过所述上部悬挂金具12和下部悬挂金具13分别连接到杠杆阻力臂和固定点，所述拉力传感器11设置在上部悬挂金具12与杠杆阻力臂之间或者下部悬挂金具13与固定点之间，与拉力显示设备实时通信连接。

进一步的，所述拉紧测试段1和固定点之间通过紧线扣15拉紧连接。

进一步的，两组及两组以上的所述上部悬挂金具12和下部悬挂金具13串联挂接，同组所述上部悬挂金具12和下部悬挂金具13之间并联张拉至少两根芯棒试品14。

进一步的，所述拉力段5为垂悬在杠杆动力臂上的配重或者与杠杆动力臂竖直张拉连接的拉力机。

在本实用新型的芯棒耐酸试验平台中，还包括可升降的缓冲桩4，所述缓冲桩4的顶端位于拉力段和杠杆支点之间，并与水平状态的杠杆支撑接触。

进一步的，所述杠杆动力臂的底部设有与缓冲桩4接触的缓冲垫板34。

进一步的，所述杠杆试验装置包括支柱2和杠杆梁3，所述杠杆梁3通过转动轴32铰支在由两个平行支柱之间，所述杠杆梁3采用桁架结构的加强梁架31，并在所述加强梁架31的两端分别设置连接拉杆测试段1的试品悬挂点33和连接拉力段5的拉力作用点35。

进一步的，所述支柱2上固定设有标示线26，所述转动轴32与杠杆梁3固连，并在转动轴32上连接设置通过标示线指示杠杆梁水平状态的指针36。

进一步的，所述酸液环境包括固定套装在芯棒试品14上的密封容器，所述密封容器两端分别与芯棒试品14外表面密封连接，所述密封容器与芯棒试品14 外表面之间的环形空间内部填装酸液。

本实用新型将芯棒试品竖直设置，并且通过杠杆试验装置施加试验过程中对芯棒试品的拉力，这样节省了芯棒试验平台整体的横向空间和占地面积，大幅降低试验设备对安装面积的要求，可以同时试验更多组芯棒试品，提高了芯棒耐酸试验的工作效率。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的芯棒耐酸试验平台的整体结构示意图。

图2为实施例中的支柱结构示意图。

图3为实施例中的杠杆梁结构示意图。

图中标号：

1—拉紧测试段，

11—拉力传感器，

12—上部悬挂金具，

13—下部悬挂金具，

14—芯棒试品，

15—紧线扣，

16-橡胶套；

2—支柱，

21—第一支柱，

22—第二支柱，

23—第一轴承，

24—第二轴承，

25—连接梁，

26—标示线；

3—杠杆梁，

31—加强梁架，

32—转动轴，

33—试品悬挂点，

34—缓冲垫板，

35—拉力作用点，

36—指针；

4—缓冲桩；

5—拉力段。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的芯棒耐酸试验平台为本实用新型的一种优选方案，具体包括拉紧测试段1、支柱2、杠杆梁3、缓冲桩4和拉力段5。其中，芯棒试品设置在拉紧测试段1内，拉紧测试段1和拉力段5分别连接在支柱2和杠杆梁3 组成的杠杆试验装置的杠杆两端，拉力段5通过杠杆作用施加将拉紧测试段1 中芯棒试品拉紧的拉力。

拉紧测试段1连接在杠杆试验装置的杠杆阻力臂一端，拉紧测试段1具体包括拉力传感器11、上部悬挂金具12、下部悬挂金具13以及紧线扣15，其中拉紧传感器11一端固定在杠杆阻力臂一端，另一端通过钢丝绳与上部悬挂金具 12挂接，芯棒试品14的上端与上部悬挂金具12挂接，下端与下部悬挂金具13 挂接，下部悬挂金具13通过钢丝绳与地面的固定点连接，将芯棒试品14竖直张拉固定在杠杆阻力臂和地面固定点之间。

地面的固定点采用锚固在地面上的预埋基础，通过紧线扣15将地面的预埋基础与下部悬挂金具13的钢丝绳连接，紧线扣15又叫花篮螺栓，通过两组反向布置的螺栓螺母结构连接钢丝绳和固定点，通过转动紧线扣15，可将钢丝绳拉紧，实现对芯棒试品14的张拉调整。

本实施例在实际应用中，可将上部悬挂金具12和下部悬挂金具13设置相对设置的多连接点悬挂金具，用于在一组上部悬挂金具12和下部悬挂金具13 之间同时设置多组并联的芯棒试品14。如本实施例的图1所示，本实施例的上部悬挂金具12和下部悬挂金具13采用18mm镀锌钢板裁剪焊接成三角形，三个顶点分别可对应设置三根并联的芯棒试品14，根据试验芯棒的尺寸，可将三角顶点两两间距为60cm。芯棒试品和悬挂金具的连接结构可参考现有复合绝缘子的安装结构，本实施例在此不做赘述。

根据芯棒的试验要求，为了进一步提高芯棒试品的试验效率，还可以将多组芯棒试品14串联进行拉力测试。为此，本实施例采用两组串联设置的上部悬挂金具12和两组下部悬挂金具13，这样，每组上部悬挂金具12和下部悬挂金具13并联设置三根芯棒试品14的同时，两组上部悬挂金具12和下部悬挂金具 13串联设置两组六根芯棒试品14。实际应用中，还可根据杠杆试验装置的高度以及芯棒试品的长度设置两组以上的悬挂金具。

拉力传感器11设置在顶部的上部悬挂金具12和杠杆阻力臂之间，也可以设置在底部的下部悬挂金具和地面固定点之间，拉力传感器11通过数据线通信连接到地面的配套拉力度数表头，通过实时显示的拉力显示设备可以实时读取芯棒试品所受到的拉力。

为了更加真实地模拟芯棒的耐酸环境，本实施例还在拉紧测试段1设置有的酸液环境，将芯棒试品整体浸泡在酸液环境中，以模拟芯棒在室外环境下的耐酸环境。

酸液环境为固定套装在芯棒试品14上的密封容器，该密封容器两端分别与芯棒试品14密封连接，在密封容器与芯棒试品14外表面之间形成的环形空间内部填装酸液，芯棒试品14受拉段与酸液接触。具体如图1中所示，密封容器可采用在芯棒试品受拉段的测试点裹覆橡胶套16，先将橡胶套16的底部与芯棒扎紧密封，沿橡胶套16顶部开口往橡胶套内注入标准规定浓度和剂量的硝酸溶液，然后将橡胶套16顶部与芯棒扎紧密封，橡胶套16的两端均不与悬挂金具接触，避免金具连接过程中造成橡胶套破损。或者还可采用申请号为2015105179879，公开号为CN105158148B的中国专利文件中公开的复合绝缘子芯棒耐酸实验装置作为模拟芯棒酸液环境的密封容器。

结合参见图2，本实施例中的杠杆试验装置通过支柱2提供杠杆的支撑点，杠杆梁3作为杠杆的刚性杆，将杠杆梁3铰支在支柱2的顶部，通过支柱2的铰支点将杠杆梁3分为杠杆阻力臂和杠杆动力臂。

具体的，支柱2包括第一支柱21、第二支柱22、第一轴承23、第二轴承 24、连接梁25以及标示线26。其中第一支柱21和第二支柱22平行竖直固定在地面的预埋基础上，第一支柱21和第二支柱22之间通过若干组连接梁25连接成支柱整体，在第一支柱21和第二支柱22的顶端附近加工同轴的孔洞，用于与杠杆梁铰支安装，第一轴承23和第二轴承24的外圈分别固定装配在第一支柱21和第二支柱22顶端附近预加工的孔洞内，通过轴承实现与杠杆梁3上的转动轴转动装配。

第一支柱21和第二支柱22之间的间隙与杠杆梁3的宽度相同，结合参见图3，杠杆梁3包括加强梁架31、转动轴32、试品悬挂点33、缓冲垫板34、拉力作用点35和指针36。其中，加强梁架31为杠杆梁的主体结构，整体为桁架结构，沿杠杆的长度方向设置成三角形，提高杠杆梁的整体强度。转动轴32作为杠杆梁与支柱铰支的支点，与加强梁架31一体固定连接。在转动轴32一侧靠近加强梁架31端部设置与拉力传感器11连接的试品悬挂点33，在转动轴32 另一侧靠近加强梁架31端部设置连接拉力段5的拉力作用点35。

为了保证拉力段的更加省力，本实施例将杠杆试验装置设置成一个省力杠杆，将转动轴32所在的支点设置在靠近拉紧测试段的一侧，这样杠杆梁3的杠杆动力臂要长于杠杆阻力臂，利用杠杆原理，节省了拉力段所需的作用力。

再次参见图1，本实施例还包括有一个缓冲桩4，用于调整杠杆梁水平并提供杠杆试验装置的安全保护，该缓冲桩4竖直固定安装在拉力段5和杠杆支点之间的地面预埋基础上，缓冲桩4底部设置有电动升降装置，电动升降工作原理是利用电机和丝杆组件的旋转运动转化为直线运动，可微量调节缓冲桩4顶部的高度并锁定，实现缓冲桩4顶端与水平状态的杠杆梁3分离。在加强梁架 31的底部对应缓冲桩顶端的位置设置缓冲垫板34，用于杠杆梁3和缓冲桩4接触时的缓冲保护，当杠杆梁3的加强梁架31下平面与水平面平行时，缓冲桩4 上端刚好顶住缓冲垫板34，锁定杠杆梁3的水平状态。

为了更加准确地调节杠杆试验装置的杠杆水平，本实施例在支柱2外侧位于轴承外圈外周的位置固定设有标示线26，该标示线26固定朝一个方向，将与加强梁架31固连的转动轴32端部伸出轴承设置，并在该伸出的部分端部上设置垂直安装指针36，指针36随着加强梁架31一同摆动，在加强梁架31调整至水平时，指针36与标示线26重合，此时指示杠杆梁的水平状态。

拉力段5可采用垂悬在杠杆动力臂上的配重或者与杠杆动力臂竖直张拉连接的拉力机，本实施例中的拉力段5采用钢丝绳或链条垂悬连接发码盘，并在发码盘上放置砝码的方式实现配重。

本实施例的试验过程如下：拉紧测试段1的拉力传感器11固定安装在杠杆梁3的试品悬挂点33上，其数据线连接地面的配套度数表头，在杠杆梁3保持水平时，通过连接金具在拉力传感器11下方连接上部悬挂金具12，上部悬挂金具12垂直平行连接三支等长度同规格试品14的上端金具，下部悬挂金具13连接三支试品的下端金具，下部悬挂金具13通过连接金具与另一组试品14的上部悬挂金具12连接，下部悬挂金具13连接另一组试品的下端金具，根据试验需要安装1～3组试品，处于最底端的下部悬挂金具13与紧线扣15上端通过钢丝绳连接，紧线扣15的下端连接在预埋基础的固定连接点上，调整紧线扣15 并观察拉力传感器11的地面表头，使得拉紧测试段1在垂直方向自然绷直但试品悬挂点33未受重力外的拉力(通过拉力传感器连接的表头读数)；向下降低缓冲桩4约10cm并锁定，此时由拉力段5的作用将拉紧测试段1的试品芯棒 14拉紧。

拉力段5通过加强钢索或链条连接拉力作用点35，拉力段5施加竖直向下的拉力F1。设拉紧测试段1的芯棒试品14需要承受的拉力为f2，则试品悬挂点 33向下的拉力F2＝3×f2，因一般试验中需要施加的拉力F2远大于芯棒试品的自重，故在这里可以忽略试品重力，设试品悬挂点33到转动轴32的杠杆阻力臂距离为L2，转动轴32到拉力作用点35的杠杆动力臂距离为L1，杠杆梁3在转动轴32靠近拉力段5的一侧自重为G1，靠近拉紧测试段1一侧的自重为G2，由杠杆原理有：F1×L1+G1×L1/2＝F2×L2+G2×L2/2，得到拉力段5需要施加的拉力F1＝(F2×L2+G2×L2/2-G1×L1/2)/L1。锁定拉力F1使其维持标准规定试验工作需要的时间，若整个试验过程中系统维持平衡，拉力传感器11示数无明显波动，则视试品合格，试验后可以卸去拉力段5拉力F1，拆除试品；若试验中试品被拉断，缓冲桩4可以支撑保护由于受力不平衡产生偏转的杠杆梁3，卸去拉力段5拉力F1，拆卸试品，调节伸长缓冲桩4使得杠杆梁3重新处于左右平衡状态，此时转动轴上的指针36与支柱上的标示线26重合，重新悬挂试品重复上述试验操作。

本实施例的拉紧测试段1的拉力传感器11采用市售通用拉力传感器，其量程根据具体试验需要选择，本施例选择量程为70吨的BLR-1/70t型拉力传感器，拉力传感器11可根据需要更换为更大吨位，上部悬挂金具12和下部悬挂金具 13采用18mm镀锌钢板裁剪焊接，三角顶点两两间距为60cm，紧线扣15采用市售与拉力传感器11吨位配套的可调整紧线扣，芯棒试品14根据标准要求制作；支柱2采用长250cm、直径为28cm、管壁厚度为20mm的高强度钢管，第一轴承23和第二轴承24采用长25cm、内径9cm、外径18cm的定制轴承，连接梁25采用直径为12cm、管壁厚度为10mm、长50cm的高强度钢管，垂直标示线26采用醒目颜色油漆画制；杠杆梁3由高强度角钢焊制，加强梁架31右侧L1＝3m、左侧L2＝0.8m，转动轴32由直径为9cm、长度为110cm的圆钢焊接固定在杠杆梁3上，试品悬挂点33、缓冲垫板34、拉力作用点35采用加强型角钢焊接固定在杠杆梁3上，指针36由2mm厚的钢板裁制并固定在安装好后的转动轴32两端；缓冲桩4采用直径为25cm的电动升降桩，缓冲桩4与支柱 2直线距离2.5m，缓冲桩4可承受压力为40吨；拉力段5采用砝码盘放置定量砝码或采用固定在地面的电动拉力机通过拉索对拉力作用点35施加向下拉力 F1，F1根据公式F1＝(F2×L2+G2×L2/2-G1×L1/2)/L1计算得到。

以上是结合实施例的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述说明，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的其中一个实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：包括杠杆试验装置以及分别位于杠杆两端的拉紧测试段(1)和拉力段(5)；

芯棒试品(14)竖直张拉固定在拉紧测试段(1)内，所述拉紧测试段(1)的两端分别与杠杆阻力臂和固定点拉紧固定，并且所述芯棒试品(14)受拉部分的测试点浸泡在酸液环境中；

所述拉力段(5)连接在杠杆动力臂上，提供将拉紧测试段内的芯棒试品拉紧的动力。

2.根据权利要求1所述的一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：所述拉紧测试段(1)包括拉力传感器(11)以及至少一组上部悬挂金具(12)和下部悬挂金具(13)，所有芯棒试品(14)的两端分别与上部悬挂金具(12)和下部悬挂金具(13)固定连接，并通过所述上部悬挂金具(12)和下部悬挂金具(13)分别连接到杠杆阻力臂和固定点，所述拉力传感器(11)设置在上部悬挂金具(12)与杠杆阻力臂之间或者下部悬挂金具(13)与固定点之间，与拉力显示设备实时通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：所述拉紧测试段(1)和固定点之间通过紧线扣(15)拉紧连接。

4.根据权利要求2所述的一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：两组及两组以上的所述上部悬挂金具(12)和下部悬挂金具(13)串联挂接，同组所述上部悬挂金具(12)和下部悬挂金具(13)之间并联张拉至少两根芯棒试品(14)。

5.根据权利要求1所述的一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：所述拉力段(5)为垂悬在杠杆动力臂上的配重或者与杠杆动力臂竖直张拉连接的拉力机。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：还包括可升降的缓冲桩(4)，所述缓冲桩(4)的顶端位于拉力段和杠杆支点之间，并与水平状态的杠杆支撑接触。

7.根据权利要求6所述的一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：所述杠杆动力臂的底部设有与缓冲桩(4)接触的缓冲垫板(34)。

8.根据权利要求6所述的一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：所述杠杆试验装置包括支柱(2)和杠杆梁(3)，所述杠杆梁(3)通过转动轴(32)铰支在由两个平行支柱之间，所述杠杆梁(3)采用桁架结构的加强梁架(31)，并在所述加强梁架(31)的两端分别设置连接拉杆测试段(1)的试品悬挂点(33)和连接拉力段(5)的拉力作用点(35)。

9.根据权利要求8所述的一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：所述支柱(2)上固定设有标示线(26)，所述转动轴(32)与杠杆梁(3)固连，并在转动轴(32)上连接设置通过标示线指示杠杆梁水平状态的指针(36)。

10.根据权利要求6所述的一种芯棒耐酸试验平台，其特征在于：所述酸液环境包括固定套装在芯棒试品(14)上的密封容器，所述密封容器两端分别与芯棒试品(14)密封连接，所述密封容器与芯棒试品(14)外表面之间的环形空间内部填装酸液。