一种OPGW单线扭转疲劳试验方法及装置与流程

本发明涉及线材性能试验技术领域，具体而言，涉及一种OPGW单线扭转疲劳试验方法及装置。

背景技术：

目前，OPGW(光纤复合架空地线)以其先进的制造技术，较高的使用可靠性而得到电力系统内的广泛应用。OPGW与输电线路同塔架设，处于架空线路的最顶部，它可以避雷和承载短路电流，同时也承担电力信息的传输。近年来，严重自然灾害、恶劣天气、外力破坏呈多发、频发趋势，电网发生严重故障几率增大，容易引发连锁反应，大面积停电风险始终存在，需要完善和强化OPGW的运行安全可靠性，尤其OPGW覆冰后以及受腐蚀后寿命的评估问题显得尤为重要。其中，OPGW的抗扭转性能是重要的性能参数。

OPGW主要由光单元、金属单线、油膏构成，其中金属单线的抗扭转性能决定OPGW的抗扭转效果，所以，OPGW单线的扭转性能试验是光缆产品质量监督检测机构乃至光缆生产厂商控制产品质量的必要手段。

目前，OPGW金属单线扭转性能试验的试验方法是在同一方向对OPGW单线扭转，直至断裂，试验终止，通过单线断裂时扭转的圈数来判定其扭转性能，这种试验方法对OPGW新产品是适用的。但是，OPGW单线的实际运行环境较为复杂，如风振、覆冰、腐蚀等，所以，对运行多年或受灾的OPGW单线扭转性能如何评判，以上所述试验方法就难以准确检验出OPGW单线的实际性能。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种OPGW单线扭转疲劳试验方法，旨在解决现有的试验方法对OPGW单线的性能测试结果与OPGW单线实际使用中的受力状态差别较大问题。本发明还提出了一种OPGW单线扭转疲劳试验装置。

一个方面，本发明提出了一种OPGW单线扭转疲劳试验方法，该试验方法包括如下步骤：获取对OPGW单线的预设扭转角度和预设扭转循环次数；根据预设扭转角度对OPGW单线施加正反向依次交替的扭转力；当施加的所述扭转力的循环次数达到预设值时，停止对OPGW单线施加扭转力。

进一步地，上述OPGW单线扭转疲劳试验方法中，还包括：对所述OPGW单线施加轴向拉伸力。

进一步地，上述OPGW单线扭转疲劳试验方法中，所述预设扭转角度的取值范围为0～1080°。

本发明中，OPGW单线扭转疲劳试验方法，通过根据预设扭转角度对OPGW单线施加正反向依次交替的扭转力，可以对OPGW单线进行双向扭转疲劳试验，提高了试验结果的可靠性和试验效率。

另一方面，本发明还提出了一种OPGW单线扭转疲劳试验装置，该装置包括：控制装置、扭转力加载装置、第一装卡机构、第二装卡机构和承载装置；其中，所述第一装卡机构与所述扭转力加载装置的加载端相连接，所述第二装卡机构与所述承载装置相连接，待测的OPGW单线的两端分别与所述第一装卡机构和所述第二装卡机构相连接；所述控制装置与所述扭转力加载装置相连接，用于根据预设扭转角度和预设扭转循环次数控制所述扭转力加载装置的加载端正反向依次交替地转动。

进一步地，上述OPGW单线扭转疲劳试验装置中，所述扭转力加载装置包括：动力施加装置和减速机；其中，所述控制装置与所述动力施加装置相连接，所述动力施加装置的输出端与所述减速机相连接，所述第一装卡机构与所述减速机的输出端相连接。

进一步地，上述OPGW单线扭转疲劳试验装置中，还包括：轴向力加载装置；其中，所述轴向力加载装置与所述承载装置相连接，用于对所述OPGW单线施加轴向力。

进一步地，上述OPGW单线扭转疲劳试验装置中，所述承载装置包括：依次设置的滑动机构和缓冲机构；其中，所述第二装卡机构与所述滑动机构相连接，所述缓冲机构面向所述滑动机构的壁面设置有阻尼件，所述阻尼件用于吸收OPGW单线断裂时所述滑动机构施加于所述缓冲机构的撞击力。

进一步地，上述OPGW单线扭转疲劳试验装置中，还包括：角度传感器；其中，所述角度传感器连接于所述第一装卡机构，用于检测所述第一装卡机构的扭转角度；所述控制装置与所述角度传感器相连接，用于接收所述扭转角度，并在所述扭转角度达到预设扭转角度时控制所述扭转力施加装置相相反的方向转动。

进一步地，上述OPGW单线扭转疲劳试验装置中，所述轴向力加载装置包括：钢丝绳、滑轮和加载机构；其中，所述钢丝绳绕设于所述滑轮，并且，所述钢丝绳的一端与所述加载机构相连接，所述钢丝绳的另一端与所述加载机构相连接。

进一步地，上述OPGW单线扭转疲劳试验装置中，所述轴向力加载装置为电动丝杠。

本发明中，通过控制装置对扭转力加载装置的控制，对OPGW单线进行双向扭转疲劳试验的同时还可以对其进行单向扭转试验和拉伸试验，操作简单，功能多样。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的OPGW单线扭转疲劳试验方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的OPGW单线扭转疲劳试验方法的又一流程图；

图3为本发明实施例提供的OPGW单线扭转疲劳试验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

试验方法实施例：

参见图1，图1为本发明实施例提供的OPGW单线扭转疲劳试验方法的流程图。如图所示，该方法包括如下步骤：

步骤S1，获取对OPGW单线1的预设扭转角度和预设扭转循环次数。具体地，可以先设定OPGW单线1的扭转角度和扭转循环次数，OPGW单线1的预设扭转角度可以为0～1080°中的任意一个角度。优选的，OPGW单线1的扭转角度数值可以设定为360°、720°或1080°，即对OPGW单线1扭转一圈、两圈或三圈。另外，还要对OPGW单线1设置扭转循环次数，扭转循环次数根据OPGW单线1的实际情况进行确定。需要说明的是，循环次数至少为两次。

步骤S2，根据预设扭转角度对OPGW单线1施加正反向依次交替的扭转力。具体地，可以先对OPGW单线1施加一个正方向的扭转力，使OPGW单线1扭转至预设角度，然后再对OPGW单线1施加与正方向的扭转力等值且反向的扭转力，使OPGW单线1反方向扭转至预设角度，即：OPGW单线1正向扭转的角度与反向扭转的角度数值相等。需要说明的是，具体实施时，一次正方向扭转或者一次反方向扭转即为完成一次扭转。实验时，可以先使OPGW单线1正向扭转360°，再反向扭转360°，如此循环至预设扭转次数；也可以使OPGW单线1正向扭转720°，再反向扭转720°，如此循环至预设扭转次数；还可以使OPGW单线1正向扭转1080°，再反向扭转1080°，如此循环至预设扭转次数。

步骤S3，当施加的扭转力的循环次数达到预设值时，停止对OPGW单线1施加扭转力。此时，可以对扭转后的OPGW单线进行其他性能测试。需要说明的是，预设值指的是预设的循环次数。

本实施例中的OPGW单线1扭转疲劳试验方法，通过对OPGW单线施加正反向依次交替的轴向扭转力，可以对OPGW单线进行双向扭转疲劳试验，该试验方法使OPGW单线在试验中的受力情况更接近于在实际应用场景中的受力状态，大大地提高了试验结果的可靠性，解决了现有OPGW单线抗扭转性能测试结果可靠性较低的问题。

参见图2，上述实施例中，还可以包括如下步骤：步骤S4，对OPGW单线1施加轴向拉伸力，使得OPGW单线1在扭转力与拉伸力的双重作用下进行扭转疲劳试验。

需要说明的是，步骤3和步骤4可以同时进行，实施时没有先后顺序。

试验装置实施例：

参见图2，图中示出了本发明实施例提供的OPGW单线扭转疲劳试验装置的优选结构。如图所示，该试验装置包括：控制装置(图中未示出)、扭转力加载装置、第一装卡机构5、第二装卡机构6和承载装置(图中未示出)。

其中，扭转力加载装置具有一个加载端，该加载端可以进行正反向依次交替地转动。具体实施时，扭转力加载装置可以为电机等具有转动功能的机构。第一装卡机构5与扭转力加载装置的加载端相连接，第一装卡机构5用于与OPGW单线的一端相连接，扭转力加载装置可以带动第一装卡机构5转动，进而对OPGW单线施加扭转力。第二装卡机构6与承载装置相连接，第二装卡机构6用于装卡OPGW单线的另一端。承载装置可以施加一定张力使装卡于第一装卡机构5和第二装卡机构6之间的OPGW单线处于拉平状态。

需要说明的是，具体实施时，第一装卡机构5和第二装卡机构6可以为卡盘，也可以为本领域技术人员所熟知的其他具有装卡功能的卡具，只要能实现对OPGW单线的装卡即可，本实施例对其具体结构不做任何限定。

扭转力加载装置与控制装置相连接，控制装置内预设设置有预设扭转角度和预设扭转次数，控制装置根据该预设扭转角度和预设扭转循环次数控制扭转力加载装置的加载端按照正反向依次交替地方式进行转动。

试验时，控制装置对扭转力加载装置发送加载信号，扭转力加载装置接收该加载信号，并根据该加载信号进行第一方向的扭转，并将第一方向的扭转力传递给第一装卡机构5，OPGW单线1在该第一方向的扭转力的作用下向第一方向扭转，当扭转至预设角度时，控制装置对扭转力加载装置发送向第二方向扭转的加载信号，进而使OPGW单线1向第二方向扭转至预设角度，如此进行循环扭转，当循环达到预设次数时，控制系统发送停止信号，扭转力加载装置停止扭转，试验结束。当然，扭转力加载装置还可以在控制装置的控制下，对OPGW单线1只进行单一方向的扭转试验，直至OPGW单线1断裂，试验停止。双向扭转疲劳试验结束后可以对OPGW单线进行抗拉强度的测试，以对OPGW单线的性能做出准确可靠的评估。

需要说明的是，本实施例中的第一方向和第二方向为方向相反的两个方向。

可以看出，本实施例中，通过扭转力加载装置对OPGW单线进行正反向交替地施加扭转力试验，使试验中OPGW单线的受力状态更接近实际工作过程中的受力状态，以便更好地测试OPGW单线的各项参数性能，解决了现有试验装置不能对OPGW单线的性能做出可靠准确评估的问题。此外，本装置还可以对OPGW单线进行单向扭转断裂的试验，以便从各个方面获得OPGW单线的性能。

参见图2，上述实施例中，扭转力加载装置可以包括：动力施加装置2和减速机3。其中，动力施加装置2可以为伺服电机，也可以为其他电机，本实施例对其不做任何限定。减速机3可以为摆线针轮减速机，也可以为其他类型的减速机，具体实施时，可以根据实际情况选择减速机的类型。

控制装置与动力施加装置2相连接，动力施加装置2的输出端与减速机3相连接，第一装卡机构5与减速机3的输出端相连接。减速机3对动力施加装置2进行减速，以使动力施加装置2达到试验中的预设转速后对第一装卡机构5施加轴向扭转力。

上述实施例中，还包括：轴向力加载装置9。其中，轴向力加载装置9与承载装置相连接，用于对OPGW单线1施加轴向力。具体地，承载装置可以设置于一个承载台上。轴向力加载装置9可以包括：钢丝绳、滑轮和加载机构。在承载台上可以安装一支架，滑轮安装在支架上，钢丝绳绕设于滑轮，并且，钢丝绳的一端与滑动机构7相连接，钢丝绳的另一端与加载机构相连接，以对OPGW单线1施加轴向力。此外，轴向力加载装置9还可以为电动丝杠，通过电动丝杠可以对不同规格的OPGW单线1自动调整加载的轴向力，提高了试验的效率。需要说明的是，轴向力加载装置9还可以在测量OPGW单线1的抗拉伸性能时对OPGW单线1施加拉伸力。

参见图2，上述实施例中，承载装置可以包括：依次设置的滑动机构7和缓冲机构8。试验时，滑动机构7和缓冲机构8均可以置于承载台(图中未示出)上，滑动机构7可以是滑块，缓冲机构8可以为一具有一定重量的方形机构。其中，第二装卡机构6与滑动机构7相连接，缓冲机构8面向滑动机构7的壁面设置有阻尼件，阻尼件可以是弹簧。具体实施时，在承载台上可以设置导轨10，滑动机构7设置在导轨10上，滑动机构7可以通过导轨10牵引OPGW单线1沿OPGW单线的轴向滑动。

试验时，若OPGW单线1断裂，由于惯性，滑动机构7会沿导轨10滑向缓冲机构8，撞击至缓冲机构8的阻尼件上，对缓冲机构8施加作用力，此时，缓冲机构8中的阻尼件可以有效吸收此作用力，以减小缓冲机构8受到的撞击力。

上述实施例中，还可以包括：角度传感器4。其中，角度传感器4连接于第一装卡机构5，用于检测第一装卡机构5的扭转角度；控制装置与角度传感器4相连接，用于接收扭转角度，并在扭转角度达到预设扭转角度时控制扭转力施加装置向相反的方向转动。具体实施时，角度传感器4将检测到的OPGW单线1的扭转角度反馈给控制装置，控制装置根据该扭转角度判断扭转是否达到预设角度，若达到预设角度，则发出控制命令使扭转力加载装置给第一装卡机构5施加反方向的扭转力。

综上所述，本实施例中，通过控制装置对扭转力加载装置的控制，对OPGW单线进行双向扭转疲劳试验，提高了试验结果的可靠性和试验效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。