绝缘硬梯水平强度试验装置的制作方法

本实用新型属于电力行业，具体涉及一种用于对绝缘硬梯进行水平强度试验的装置。

背景技术：

GB/T 17620-2008《带电作业用绝缘硬梯》是电力行业带电作业用绝缘硬梯（以下简称绝缘硬梯）的型式试验标准，电力行业的全部绝缘硬梯都是按照此标准进行生产的。根据GB/T 17620-2008《带电作业用绝缘硬梯》的要求，绝缘硬梯必须通过水平强度试验，才能作为合格产品进入市场。水平强度试验需要根据不同长度的绝缘硬梯施加不同的静负荷，并保持1min，保压期间需要保持负荷不变。根据GB/T 17620-2008《带电作业用绝缘硬梯》对绝缘硬梯水平强度试验要求，试验时须将绝缘硬梯水平放置，在绝缘硬梯的中央垂直施加试验载荷F，持续时间1min，除去载荷后，绝缘硬梯应无明显损坏和变形。垂直载荷F的计算公式如下：

F=10400/（L-400）

其中：

F：垂直载荷，单位N；

L：绝缘硬梯长度，单位mm。

因此，必须要专门的试验装置才能确保试验的准确可靠和精度。然而目前市场上尚无专门用于绝缘硬梯水平强度试验的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种专用于绝缘硬梯水平强度试验，能够确保试验可靠性、准确度和精度的试验装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种绝缘硬梯水平强度试验装置，用于对绝缘硬梯进行水平强度试验，所述绝缘硬梯水平强度试验装置包括用于承载所述绝缘硬梯而使其呈水平的试验状态的承载机构、用于向所述绝缘硬梯上施加并保持试验载荷的施力机构；

所述承载机构包括一对分别支撑所述绝缘硬梯两端部的支架；

所述施力机构包括设置在所述绝缘硬梯中部的试验位置的门型机架、与所述门型机架相连接以对所述绝缘硬梯施加并保持试验载荷的油缸、驱动所述油缸的动力装置、与所述动力装置相连接以控制所述油缸动作的控制系统；

所述控制系统包括用于测定所述油缸向所述绝缘硬梯所加载荷的测力传感器、用于输入和显示试验数据的人机交互界面、用于输入对所述油缸的动作指令的按钮组、用于根据所述按钮组的动作指令以及根据所述油缸的载荷施加情况和输入的试验数据而自动或手动控制所述动力装置的控制器，所述控制器分别与所述测力传感器、所述人机交互界面、所述按钮组相连接。

优选的，所述承载机构还包括滑轨，所述支架活动设置于所述滑轨上。

优选的，所述支架包括框架体、安装于所述框架体底部的多个滚轮。

优选的，所述油缸包括安装于所述门型机架上的缸筒、相对所述缸筒伸缩的活塞杆，所述活塞杆的端部安装有能够与所述绝缘硬梯相接触的压板，所述测力传感器安装于所述压板上。

优选的，所述动力装置包括电机和油泵。

优选的，所述人机交互界面包括触摸显示屏。

优选的，所述按钮组包括用于控制所述油缸快速上升的上升按钮、用于控制所述油缸快速下降的下降按钮。

优选的，所述上升按钮、所述下降按钮分别通过对应的电磁阀而连接对应的液压阀。

优选的，所述测力传感器依次通过放大器和A/D转换器而与所述控制器相连接。

优选的，所述人机交互界面通过A/D转换芯片而与所述控制器相连接。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型是绝缘硬梯水平强度试验的专用装置，能够实施绝缘硬梯的水平强度试验，并确保试验精度、可靠性和准确性，其使用简单、操作方便，提高了专业化程度。

附图说明

附图1为本实用新型的绝缘硬梯水平强度试验装置的主视示意图。

附图2为本实用新型的绝缘硬梯水平强度试验装置的侧视示意图。

附图3为本实用新型的绝缘硬梯水平强度试验装置中控制系统的操作面板示意图。

附图4为本实用新型的绝缘硬梯水平强度试验装置的阀门结构主视示意图。

附图5为本实用新型的绝缘硬梯水平强度试验装置的阀门结构后视示意图，

附图6为本实用新型的绝缘硬梯水平强度试验装置的控制系统的结构示意图。

以上附图中：1、支架；2、滑轨；3、框架体；4、滚轮；5、门型机架；6、油缸；7、缸筒；8、活塞；9、压板；10、测力传感器；11、绝缘硬梯。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一：如附图1和附图2所示，一种绝缘硬梯水平强度试验装置，包括承载机构和施力机构两大部分。

承载机构用于承载待进行试验的绝缘硬梯11，并使该绝缘硬梯11呈水平的试验状态。承载机构包括一对支架1以及一滑轨2。滑轨2放置于地面上，支架1放置于滑轨2上，且支架1能够沿着滑轨2的长度方向滑动而实现位置调整。每个支架1包括框架体3和安装在框架体3底部的多个滚轮4。框架体3包括水平设置的横架、分别对称设置在横架两端的纵架，纵架大致呈人字形，每个纵架的底部安装有两个滚轮4。一对支架1分别支撑绝缘硬梯11的两端部，从而使绝缘硬梯11保持水平状态且中部悬空。还可以在两个支架1之间设置联动机构，使得在调节支架1间距时能够使两个支架1同时相向运动。滚轮上还可以设置锁定机构。

施力机构用于向绝缘硬梯11上的试验位置施加并保持一定的试验载荷。施力机构包括门型机架5、油缸6、动力装置以及控制系统。门型机架5设置在绝缘硬梯11中部的试验位置处并横跨绝缘硬梯11两侧，使得绝缘硬梯11位于门型机架5的横担下方。油缸6与门型机架5的横担相连接而安装，通过油缸6来向绝缘硬梯11施加并保持试验载荷。油缸6包括固定在门型机架5上的缸筒7、上端与缸筒7相连接并在竖直方向上伸缩的活塞8杆。活塞8杆的下端部安装有水平的压板9，该压板9的宽度略大于绝缘硬梯11的宽度。油缸6伸缩并带动压板9移动，当压板9与绝缘硬梯11接触时，油缸6即可通过压板9向绝缘硬梯11施加和保持载荷。动力装置用于驱动油缸6，这里采用液压系统，即动力装置包括电机和在电机控制下的油泵，油泵与油缸6相连接，并可以设置控制电机和油泵启动的控制按钮。

控制系统与动力装置相连接从而通过动力装置来控制油缸6进行动作。如附图6所示，该控制系统包括测力传感器10、人机交互界面、按钮组和控制器（单片机），控制器分别与测力传感器10、人机交互界面、按钮组相连接。测力传感器10型号为KCLBF，该测力传感器10的测量范围为0~10kN，精度为0.3%。测力传感器10用于测定油缸6向绝缘硬梯11所加载荷并输出传感信号，因此其安装在压板9上并能够随着压板9而运动，且测力传感器10依次通过放大器和A/D转换器而与控制器相连接，其中放大器包括对传感信号进行放大的AD620高精度仪表放大器和对传感信号进一步放大和滤波的OP07低噪声运算放大器。A/D转换器采用型号为ADS7822P的12位串行A/D转换芯片，从而将模拟信号转换成数字信号而输送给控制器。人机交互界面采用型号为AMT9545的四线电阻式触摸显示屏，通过它可以输入试验数据以及显示试验数据，具体为操作人员通过该触摸显示屏设定试验所需的压力值，并在试验过程中实时查看实际施加到绝缘硬梯11的压力值。人机交互界面通过型号为ADS7843的12位串行A/D转换芯片而与控制器相连接，通过该A/D转换芯片可以将触摸显示屏的输入信号转换为数字信号后发送给控制器，还可以将控制器输出的信号转换后输出到触摸显示屏。按钮组用于输入对油缸6的动作指令，该按钮组包括用于控制油缸6快速上升的上升按钮、用于控制油缸6快速下降的下降按钮。上升按钮、下降按钮分别通过对应的电磁阀而连接对应的液压阀，如附图4和附图5所示。控制器用于根据按钮组的动作指令以及根据油缸6的载荷施加情况和输入的试验数据而自动或手动控制动力装置，在自动方式下，控制器直接控制油缸6伸缩，在手动方式下，控制器根据按钮组的控制指令而控制油缸6伸缩。控制器采用MCS51系列单片机，型号为STC89C51RC，它能够接收A/D转换器和A/D转换芯片的信号、进行计算和控制，从而控制电磁阀的动作，并实时输出压力值到触摸显示屏。控制器连接有分别对应连接上升按钮和下降按钮的快速上升继电器和快速上升电磁阀、快速下降继电器和快速下降电磁阀，以及慢速上升继电器和慢速上升电磁阀、慢速下降继电器和慢速下降电磁阀。上述人机交互界面、按钮组可以设置在电气控制箱的操作面板上，控制器则可以设置在电气控制箱内，如附图3所示。操作面板上还可以设置控制控制系统起停的电源开关。

通过上述绝缘硬梯水平强度试验装置进行试验的方法包括以下步骤：

a）将绝缘硬梯11水平放置在承载机构上，硬梯的中央对准油缸6；

b）打开电源开关，按下电机启/停按钮，启动电机和油泵；

c）按住下降按钮，让油缸6以较快的速度下降，迅速靠近绝缘硬梯11，至油缸6下部的测力传感器10快要接触到绝缘硬梯11时松开下降按钮，则油缸6停止下降；

d）整套试验装置由单片机STC89C51RC进行控制，试验开始时，先在触摸屏AMT9545上输入要加载的压力设定值，然后按下开始按钮进行试验。单片机控制慢速下降继电器动作，驱动油缸6缓慢下降加压，压力传感器KCLBF实时采集压力模拟信号，通过AD620和OP07组成的运算放大电路输入A/D转换芯片ADS7822P，ADS7822P将接收到的压力模拟信号转换成数字信号后送入单片机STC89C51RC，STC89C51RC将采集到的压力值通过驱动芯片ADS7843输出给触摸屏，并实时显示出来。同时，STC89C51RC将压力实测值与设定值不断进行实时比较，通过自动控制快速下降继电器而控制油缸6缓慢下降，不断加压，使压力值达到设定值，之后对整个系统进行保压，保压时间1min。保压过程中，单片机STC89C51RC通过控制慢速上升和慢速下降继电器动作，确保整个系统的压力实测值与设定值一致。即保压期间，当绝缘硬梯11应形变使得加载在其上的压力小于95%时，系统会重新启动油缸6缓慢加载补压，到达100%又停止加载，继续保压。试验时间到时自动卸载。保压时间到后，单片机STC89C51RC基于按下的上升按钮而控制快速上升继电器动作，使油缸6快速上升，卸去压力，结束试验。

上述绝缘硬梯水平强度试验装置的技术参数如下：

a）电源：380V三相交流电，电源线长度为5m；

b）总功率：1.5kW；

c）工作环境：室内，-20℃~40℃；

d）油缸6加载行程：0-500毫米；

e）测力范围：0-10kN；

f）测量精度：误差≤读数1%；

g）控制精度：±2%；

h）活塞8连杆速度：0.5mm/s-20mm/s手动可调。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。