专利名称：一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置及安装测试方法
技术领域：
本发明属于试验装置领域，具体涉及一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置及安装测试方法。
背景技术：
我国电力设施抗震设计规范将法兰连接作为弹性连接处理，要求法兰的弯曲刚度，当法兰与瓷套管胶装时，其抗弯刚度为Kc = βχUuXIr Hc(I)公式(I)中，d。是瓷套管胶装部位外径(m) ;h。是瓷套管与法兰胶装高度(m) ；te为法兰与瓷套管之间的胶装厚度(m)，β为抗弯刚度计算系数，其值为β =6.54Χ107。
该公式物理概念虽然比较清晰，基本能反映高压电气设备法兰-瓷套管连接部位的力学特点，但特高压电气设备瓷套管胶装部位外径、瓷套管与法兰胶装高度、以及法兰与瓷套管之间的间隙距离与普通高压电气设备的这些参数差异很大，导致特高压电气设备法兰胶装部位的弯曲刚度与理论计算值差异较大。为了得到特高压电气设备瓷套管-法兰连接的精确抗弯刚度，需要对特高压电气设备法兰胶装部位的弯曲刚度进行测试，为此，需要研制一套能够准确测量瓷套管-法兰胶状部位弯曲刚度的试验装置。
发明内容
本发明目的在于设计了一套测试特高压电气设备法兰胶装部位的弯曲刚度的试验装置，装置可以准确的测量特高压电气设备法兰胶装部位的弯曲刚度，解决了由于理论计算误差较大，给特高压电气设备的安全稳定运行带来的问题。为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置，所述测试装置包括锚固系统、支撑系统、加载系统和测量系统，其改进之处在于所述锚固系统包括位于地面向地面下方凹出的地槽、与地面平行放置的锚固板，锚杆和锚固螺栓；所述支撑系统包括II型支撑框架和一字型支撑主梁；所述加载系统包括固定于所述支撑主梁上的加载支架，一端连接瓷套管顶端通过加载支架得到支撑的钢丝绳，连接于所述钢丝绳另一端的秤盘，和加载块；所述测量系统包括电子吊秤和千分表。本发明的另一优选技术方案为锚固板的表面为矩形，所述矩形四个直角处分别设置供所述锚杆穿过的锚孔；所述锚杆的下端设有锤形卡块，所述卡块与所述地槽配合使用。本发明的再一优选技术方案为所述II型支撑框架沿中心轴呈左右对称结构，所述支撑框架包括平行设置的框架柱、连接所述框架柱的框架梁，和位于所述框架柱底部的加劲肋；所述支撑主梁的两端分别通过垫梁和丝杠固定于II型支撑框架中心轴线位置框架梁的下表面处。本发明的又一优选技术方案为所述加载支架包括与所述支撑主梁垂直连接的长丝杠，通过螺纹方式固定于所述长丝杠上的角钢，所述角钢呈“Π「”型布置，两角钢之间设有定滑轮，所述定滑轮通过短丝杠与所述角钢连接。本发明的再一优选技术方案为所述定滑轮的高度可随角钢在长丝杠上的位置变化而变化。本发明的再一优选技术方案为所述加载支架通过所述定滑轮支撑钢丝绳。一种如权利要求I所述测试装置的安装方法，其改进之处在于所述安装方法包括如下步骤步骤一锚固系统的安装 将锚杆锤形卡块的短向放入地槽中，再将其转向90° ;将下锚固板和上锚固板依次放置，锚固板之间用垫铁填实，通过锚固螺栓拧紧锚杆使锚固板锚固于地面；步骤二 支撑系统的安装将两支撑框架平行放置且固定于地面，支撑主梁的两端分别锚固于两支撑框架的中心轴线位置框架梁的下表面处；步骤三加载系统的安装将四根长丝杠成四边形布置垂直固定于所述支撑主梁上；角钢开有两个孔洞的边翼缘通过螺纹方式固定于所述长丝杠上，两个角钢成“ 「”型布置；将定滑轮通过短丝杠固定于两个角钢中间位置；钢丝绳一端连接瓷套管的顶部，另一端通过定滑轮连接秤盘，瓷套管与定滑轮之间的钢丝绳与地面平行；通过调整放入秤盘中加载块的重量调节对瓷套管的加载力；步骤四测量系统的安装电子吊秤安装于瓷套管和定滑轮之间的钢丝绳中间，用于测量加载力； 千分表安装于需要测量转角的瓷套管上，用于测量瓷套管转角。一种利用如权利要求I所述测试装置的测试特高压瓷套管弯曲刚度的方法，其改进之处在于所述方法包括如下步骤I)弯曲矩M计算M = P · L (I)式中M-瓷套与法兰连接处的弯矩；P-加载重量，通过电子吊秤直接读取，单位N ；L-瓷套顶部到法兰连接部位的距离；2)转角Θ计算 η Δ// K, _ Ll^ {2)式中U1-法兰盘顶部的位移；
U2-法兰盘底部的位移；Δ u-法兰盘顶部的位移与底部的位移的差值；H-瓷套与法兰连接处胶装部位的高度；3)瓷套与法兰连接弯曲刚度K。计算
权利要求
1.一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置，所述测试装置包括锚固系统、支撑系统、加载系统和测量系统，其特征在于 所述锚固系统包括位于地面向地面下方凹出的地槽(13)、与地面平行放置的锚固板(1、2)、锚杆⑶和锚固螺栓⑷； 所述支撑系统包括II型支撑框架(6)和一字型支撑主梁(5)； 所述加载系统包括固定于所述支撑主梁(5)上的加载支架(7)，一端连接瓷套管(14)顶端通过加载支架(7)得到支撑的钢丝绳(10)，连接于所述钢丝绳(10)另一端的秤盘(11)，和加载块(9)； 所述测量系统包括电子吊秤(8)和千分表(12)。
2.如权利要求I所述的一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置，其特征在于锚固板的表面为矩形，所述矩形四个直角处分别设置供所述锚杆(3)穿过的锚孔；所述锚杆(3)的下端设有锤形卡块(19)，所述卡块(19)与所述地槽(13)配合使用。
3.如权利要求I所述的一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置，其特征在于所述II型支撑框架(6)沿中心轴呈左右对称结构，所述支撑框架(6)包括平行设置的框架柱(20)、连接所述框架柱(20)的框架梁(22)，和位于所述框架柱(20)底部的加劲肋(21);所述支撑主梁(5)的两端分别通过垫梁(23)和丝杠固定于II型支撑框架￠)中心轴线位置框架梁(22)的下表面处。
4.如权利要求I所述的一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置，其特征在于所述加载支架(7)包括与所述支撑主梁(5)垂直连接的长丝杠(16)，通过螺纹方式固定于所述长丝杠(16)上的角钢(15)，所述角钢(15)呈“π Γ”型布置，两角钢(15)之间设有定滑轮(18)，所述定滑轮(18)通过短丝杠(17)与所述角钢(15)连接。
5.如权利要求4所述的一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置，其特征在于所述定滑轮(18)的高度可随角钢(15)在长丝杠(16)上的位置变化而变化。
6.如权利要求I所述的一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置，其特征在于所述加载支架(7)通过所述定滑轮(18)支撑钢丝绳(10)。
7.—种如权利要求I所述测试装置的安装方法，其特征在于所述安装方法包括如下步骤 步骤一锚固系统的安装 将锚杆锤形卡块的短向放入地槽中，再将其转向90° ; 将下锚固板和上锚固板依次放置，锚固板之间用垫铁填实，通过锚固螺栓拧紧锚杆使锚固板锚固于地面； 步骤二 支撑系统的安装 将两支撑框架平行放置且固定于地面，支撑主梁的两端分别锚固于两支撑框架的中心轴线位置框架梁的下表面处； 步骤三加载系统的安装 将四根长丝杠成四边形布置垂直固定于所述支撑主梁上； 角钢开有两个孔洞的边翼缘通过螺纹方式固定于所述长丝杠上，两个角钢成“I「”型布置； 将定滑轮通过短丝杠固定于两个角钢中间位置；钢丝绳一端连接瓷套管的顶部，另一端通过定滑轮连接秤盘，瓷套管与定滑轮之间的钢丝绳与地面平行；通过调整放入秤盘中加载块的重量调节对瓷套管的加载力； 步骤四测量系统的安装 电子吊秤安装于瓷套管和定滑轮之间的钢丝绳中间，用于测量加载力； 千分表安装于需要测量转角的瓷套管上，用于测量瓷套管转角。
8.一种利用如权利要求I所述测试装置的测试特高压瓷套管弯曲刚度的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤 1)弯曲矩M计算 M = P · L (I) 式中 M-瓷套与法兰连接处的弯矩； P-加载重量，通过电子吊秤直接读取，单位N ； L-瓷套顶部到法兰连接部位的距离； 2)转角Θ计算 g_ A// _//, -μ, H H(2 丨 式中 U1-法兰盘顶部的位移； U2-法兰盘底部的位移； Λ U-法兰盘顶部的位移与底部的位移的差值； H-瓷套与法兰连接处胶装部位的高度； 3)瓷套与法兰连接弯曲刚度K。'计算M PL Kc =—=- θ Θ(3)
全文摘要
本发明提供了一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置及其安装测试方法，装置可以准确的测量特高压电气设备法兰胶装部位的弯曲刚度，解决了由于理论计算误差较大，给特高压电气设备的安全稳定运行带来的问题。测试装置包括锚固系统、支撑系统、加载系统和测量系统，锚固系统用以固定特高压瓷套管，支撑系统用来支撑加载系统，加载系统用来给特高压瓷套管施加力，测量系统用来测量特高压瓷套管部位的相对转角。本发明装置可以准确的测量法兰胶装部位的弯曲刚度，还可测量瓷套管的变形量，可以检验瓷套管的强度，测量装置稳定性高，能够保证试验数据的重复性，且装置维护成本低，易于操作，测试方法简单，结果可靠。
文档编号G01N3/20GK102830020SQ20121024974
公开日2012年12月19日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者张雪松, 代泽兵, 卢智成, 崔成臣 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司