特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置及其试验方法，所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置包括内侧管母线，所述内侧管母线的两端均设有单柱试验机构，所述单柱试验机构包括振动台、安装在所述振动台的安装平台上的支架以及下端安装在所述支架的安装平台上的单柱支柱绝缘子，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与内侧管母线的对应端连接的金具，所述单柱支柱绝缘子上设有至少一个加速度计、至少一个应变计以及至少一个位移计。所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置及其试验方法，试验成本较低，能够有效评估双柱耦联下的单柱支柱绝缘子的抗震性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变电站设备
，尤其涉及一种特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置及其试验方法。
技术介绍
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，需要研究多个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，没有能够较好评估单柱支柱绝缘子的抗震性能的抗震试验装置。
技术实现思路
基于此，本专利技术在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、试验成本较低、且能够有效评估单柱复合支柱绝缘子在地震作用下的抗震性能的特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置及其试验方法。其技术方案如下：一种特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置，包括内侧管母线，所述内侧管母线的两端均设有单柱试验机构，所述单柱试验机构包括振动台、安装在所述振动台的安装平台上的支架以及下端安装在所述支架的安装平台上的单柱支柱绝缘子，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与内侧管母线的对应端连接的金具，所述支架的安装平台上设有至少一个加速度计以及至少一个位移计，所述单柱支柱绝缘子上设有至少一个加速度计、至少一个应变计以及至少一个位移计，所述金具上设有至少一个加速度计，所述振动台的安装平台上设有至少一个位移计，所述内侧管母线上设有至少一个加速度计以及至少一个应变计。在其中一个实施例中，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，所述复合支柱绝缘子包括绝缘子芯棒以及设置在所述绝缘子芯棒两端的法兰，设定沿内侧管母线的轴线方向为X向，水平面内垂直X向的方向为Y向，竖向为Z向；所述支架的安装平台上设有XYZ三向加速度计，最下端的所述复合支柱绝缘子下端的法兰与绝缘子芯棒的交接部位设有XY向加速度计，所述单柱支柱绝缘子的重心处设有XY向加速度计，最上端的所述复合支柱绝缘子的中部设有XY向加速度计，最上端的所述复合支柱绝缘子上端的法兰顶部设有XYZ三向加速度计，所述金具上设有XY向加速度计，所述内侧管母线沿其轴线方向的中部设有XYZ三向加速度计，沿其轴线方向的中部的两侧均设有YZ向加速度计。在其中一个实施例中，所述应变计包括一组应变片，最下端的所述复合支柱绝缘子下端的法兰与绝缘子芯棒的交接处设有一组应变片，最下端的所述复合支柱绝缘子上端的法兰与绝缘子芯棒的交接处设有一组应变片，从下至上的第二个所述复合支柱绝缘子下端的法兰与绝缘子芯棒的交接处设有一组应变片，最上端的所述复合支柱绝缘子上端的法兰与绝缘子芯棒的交接处设有一组应变片，所述内侧管母线沿其轴线方向的中部和中部的两侧均设有一组应变片。在其中一个实施例中，所述内侧管母线沿其轴线方向的中部的两侧为所述内侧管母线沿轴线方向的1/4处和3/4处。在其中一个实施例中，设置在所述复合支柱绝缘子上的一组应变片包括八个应变片，八个应变片沿绝缘子芯棒的周向等间距设置，设置在所述内侧管母线上的一组应变片包括四个应变片，四个应变片沿内侧管母线的周向等间距设置。在其中一个实施例中，所述振动台的安装平台上设有X向位移计，所述支架的安装平台上设有X向位移计，第二个所述复合支柱绝缘子下端的法兰上设有X向位移计，第三个所述复合支柱绝缘子下端的法兰上设有X向位移计。在其中一个实施例中，所述复合支柱绝缘子还包括套设在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一端的法兰之间、所述第一护套与第二护套之间、所述第二护套远离第一护套的端部与所述绝缘子芯棒另一端的法兰之间均预留有安装间隙，所述第一护套与第二护套之间的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，每根所述单柱支柱绝缘子包括五个复合支柱绝缘子，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装置的方法，利用上述所述的特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置进行试验，包括以下步骤：振动台接收信号开始振动；单柱支柱绝缘子以及内侧管母线在振动台的作用下振动，位于特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置上的各个加速度计、应变计以及位移计采集试验数据并传输至控制器；控制器转换分析试验数据，得出单柱支柱绝缘子在地震作用下的响应。本专利技术的有益效果在于：所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置，采用内侧管母线以及设置在其两端的单柱试验机构形成双柱耦联体系，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；在每个单柱试验机构中，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，进行抗震试验时，不会影响整个试验装置的力学性能，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外侧管母线，结构简单、制造成本较低。此外，通过在支架、单柱支柱绝缘子、金具、振动台以及内侧管母线上设置相应的加速度计、应变计和位移计，能够从多个角度有效采集双柱耦联体系下单柱支柱绝缘子在地震作用下的响应，有效评估其抗震性能。所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置结构简单，试验成本较低，能够有效评估双柱耦联下的单柱支柱绝缘子的抗震性能。所述特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置的试验方法，采用上述所述的特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置进行抗震试验，能够从多个角度有效采集双柱耦联下单柱支柱绝缘子在地震作用下的响应，有效评估单柱支柱绝缘子的抗震性能，试验成本低。附图说明图1为本专利技术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装置的结构示意图；图2为本专利技术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装置的一个单柱试验机构的加速度计布置结构示意图；图3为本专利技术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装置的另一个单柱试验机构的加速度计的布置结构示意图；图4为本专利技术实施例所述的内侧管母线的加速度计布置结构示意图；图5为本专利技术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装置的一个单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置，其特征在于，包括内侧管母线，所述内侧管母线的两端均设有单柱试验机构，所述单柱试验机构包括振动台、安装在所述振动台的安装平台上的支架以及下端安装在所述支架的安装平台上的单柱支柱绝缘子，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与内侧管母线的对应端连接的金具，所述支架的安装平台上设有至少一个加速度计以及至少一个位移计，所述单柱支柱绝缘子上设有至少一个加速度计、至少一个应变计以及至少一个位移计，所述金具上设有至少一个加速度计，所述振动台的安装平台上设有至少一个位移计，所述内侧管母线上设有至少一个加速度计以及至少一个应变计。

【技术特征摘要】
1.一种特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置，其特征在于，包括内侧管母线，所述内侧管母线的两端均设有单柱试验机构，所述单柱试验机构包括振动台、安装在所述振动台的安装平台上的支架以及下端安装在所述支架的安装平台上的单柱支柱绝缘子，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与内侧管母线的对应端连接的金具，所述支架的安装平台上设有至少一个加速度计以及至少一个位移计，所述单柱支柱绝缘子上设有至少一个加速度计、至少一个应变计以及至少一个位移计，所述金具上设有至少一个加速度计，所述振动台的安装平台上设有至少一个位移计，所述内侧管母线上设有至少一个加速度计以及至少一个应变计。2.根据权利要求1所述的特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置，其特征在于，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，所述复合支柱绝缘子包括绝缘子芯棒以及设置在所述绝缘子芯棒两端的法兰，设定沿内侧管母线的轴线方向为X向，水平面内垂直X向的方向为Y向，竖向为Z向；所述支架的安装平台上设有XYZ三向加速度计，最下端的所述复合支柱绝缘子下端的法兰与绝缘子芯棒的交接部位设有XY向加速度计，所述单柱支柱绝缘子的重心处设有XY向加速度计，最上端的所述复合支柱绝缘子的中部设有XY向加速度计，最上端的所述复合支柱绝缘子上端的法兰顶部设有XYZ三向加速度计，所述金具上设有XY向加速度计，所述内侧管母线沿其轴线方向的中部设有XYZ三向加速度计，沿其轴线方向的中部的两侧均设有YZ向加速度计。3.根据权利要求2所述的特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置，其特征在于，所述应变计包括一组应变片，最下端的所述复合支柱绝缘子下端的法兰与绝缘子芯棒的交接处设有一组应变片，最下端的所述复合支柱绝缘子上端的法兰与绝缘子芯棒的交接处设有一组应变片，从下至上的第二个所述复合支柱绝缘子下端的法兰与绝缘子芯棒的交接处设有一组应变片，最上端的所述复合支柱绝缘子上端的法兰与绝缘子芯棒的交接处设有一组应变片，所述内侧管母线沿其轴线方向的中部和中部的两侧均设有一组应变片。4.根据权利要求3所述的特高压直流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置，其特征在于，所述内侧管...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兵，卓然，黄莹，惠宝军，卢毓欣，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44