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
【专利摘要】本发明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。
【专利说明】
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
技术领域
[0001] 本发明涉及变电站设备技术领域，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。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] -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。
【发明内容】
[0004] 基于此，本发明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。
[0005] 其技术方案如下：
[0006] -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。
[0007] 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；
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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，所述娃橡胶护套在所述绝缘子芯棒的外壁上均匀分布。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] -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：
[0017] 振动台接收信号开始振动；
[0018] 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；
[0019] 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。
[0020] 本发明的有益效果在于：
[0021] 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。
[0022] 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】
[0023] 图1为本发明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；
[0024] 图2为本发明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；
[0025] 图3为本发明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；
[0026] 图4为本发明实施例所述的内侧管母线的加速度计布置结构示意图；
[0027] 图5为本发明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应变计布置结构示意图；
[0028] 图6为本发明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应变计布置结构示意图；
[0029] 图7为本发明实施例所述的内侧管母线的应变计布置结构示意图；
[0030] 图8为本发明实施例所述的复合支柱绝缘子上的一组应变片的布置结构示意图； [0031 ]图9为本发明实施例所述的外侧管母线上的一组应变片的布置结构示意图；
[0032] 图10为本发明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位移计布置结构示意图；
[0033] 图11为本发明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位移计布置结构示意图；
[0034] 图12为本发明实施例所述的复合支柱绝缘子的结构示意图；
[0035] 图13为本发明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 的试验方法的流程示意图。
[0036] 附图标记说明：
[0037] 10、内侧管母线，20、单柱试验机构，210、振动台，212、振动台的安装平台，220、支 架，222、支架的安装平台，230、单柱支柱绝缘子，232、复合支柱绝缘子，2321、绝缘子芯棒， 2322、法兰，2323、硅橡胶护套，2323a、第一护套，2323b、第二护套，2324、安装间隙，2325、固 定钢丝，2326、固定垫块，240、配重件，250、金具。
【具体实施方式】
[0038] 下面对本发明的实施例进行详细说明：
[0039] 如图1-12所示，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10,所述内侧管母线10的两端均设有单柱试验机构20,所述单柱试验机构20包括 振动台210、安装在所述振动台210的安装平台212上的支架220以及下端安装在所述支架 220的安装平台222上的单柱支柱绝缘子230,所述单柱支柱绝缘子230的上端设有配重件 240,所述配重件240的上端设有与内侧管母线10的对应端连接的金具250,所述支架220的 安装平台222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230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250上设有至少一个 加速度计，所述振动台210的安装平台上设有至少一个位移计，所述内侧管母线10上设有至 少一个加速度计以及至少一个应变计。其中，定义所述单柱支柱绝缘子230与支架220连接 的一端为下端，所述单柱支柱绝缘子230远离支架220的一端为上端。
[0040] 本实施例中，所述配重件240为铁板，制造方便、成本较低。所述支架220可以采用 实际工况中应用的支架，支架220的刚度及其与单柱支柱绝缘子230的连接方式均与实际工 况相同，模型效果与实际工况接近，模拟效果好。所述加速度计可以为加速度传感器，或可 测量加速度的其他元件、装置或设备;所述应变计可以为应变传感器，或可测量应变的其他 元件、装置或设备;所述位移计可以为位于传感器，或可测量位移的其他元件、装置或设备。 [0041]在地震中，单柱支柱绝缘子230顶部的均压环与两侧管母线对单柱支柱绝缘子230 不起力学作用，其对单柱支柱绝缘子230的力学性能影响可简化为集中质量。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10以及设置在其两端的单柱试 验机构20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 230与管母线耦联的体系，模型效果与实际工况接近;在该双柱耦联体系中，由于已设置内 侧管母线10,实际试验时，可将每个单柱支柱绝缘子230上端的配重件240的质量设置地与 单柱支柱绝缘子230顶部原有的均压环和外侧管母线质量相当，进而配重件240能够等效模 拟单柱支柱绝缘子230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 验装置的结构力学性能，对抗震试验没有任何影响，且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220、单柱支柱绝缘子230、金 具250、振动台210以及内侧管母线10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230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230的抗震性能。
[0042]具体的，所述单柱支柱绝缘子230包括多个依次连接的复合支柱绝缘子232,所述 复合支柱绝缘子232包括绝缘子芯棒2321以及设置在所述绝缘子芯棒2321两端的法兰 2322。本实施例中，每根所述单柱支柱绝缘子230包括五个复合支柱绝缘子232，该特高压直 流双柱耦联复合支柱绝缘子抗震试验装置可作为±800KV特高压直流输变电工程背景下的 抗震试验装置。本实施例中，设定沿内侧管母线10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。
[0043]图2、图3中分别示意出了两个单柱试验机构20上的加速度计布置后的测点情况， 图4中示意出了内侧管母线10上的加速度计布置后的测点情况。如图2、图3、图4所示，所述 支架220的安装平台222上设有XYZ三向加速度计(测点AX-1、AY-1、AZ-1和测点AX-7、AY-7、 AZ-7)，最下端的所述复合支柱绝缘子232下端的法兰2322与绝缘子芯棒2321的交接部位设 有XY向加速度计(测点AX-2、AY-2和测点AX-8、AY-8)，所述单柱支柱绝缘子230的重心处设 有XY向加速度计(测点AX-3、AY-3和测点AX-9、AY-9)，最上端的所述复合支柱绝缘子232的 中部设有XY向加速度计(测点AX-4、AY-4和测点AX-10、AY-10)，最上端的所述复合支柱绝缘 子232上端的法兰2322顶部设有XYZ三向加速度计(测点AX-5、AY-5、AZ-5和测点六乂-11、八￥-11、厶2-11)，所述金具250上设有乂￥向加速度计(测点4乂-6^￥-6和测点4乂-12^￥-12)，所述 内侧管母线10沿其轴线方向的中部设有XYZ三向加速度计(测点六乂-13^￥-13^2-13)，沿其 轴线方向的中部的两侧设有YZ向加速度计(测点AY-14、AZ-14和测点AY-15、AZ-15)。本实施 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10沿轴线方向的1/4 处和3/4处，测点设置合理。
[0044] 在地震中，支架220的安装平台、最上端的复合支柱绝缘子232上端的法兰2322和 内侧管母线10中部受地震三向振动的影响较大，最下端的复合支柱绝缘子232下端的法兰 2322与绝缘子芯棒2321的交接部位、单柱支柱绝缘子230的重心处、最上端的复合支柱绝缘 子232的中部、金具250以及内侧管母线10中部受地震XY向振动的影响较大，上述部位为地 震时易发生毁损的薄弱部位，通过在上述部位对应设置XYZ三向加速度计和XY向加速度计， 可有效评估双柱耦联体系下单柱支柱绝缘子230在地震作用下的加速度响应，评估其抗震 性能，且能较大程度的简化加速度测点的布置，采用较少的加速度计便能有效评估单柱支 柱绝缘子230的抗震性能。
[0045] 图5、图6中分别示意出了两个单柱试验机构20上的应变计布置后的测点情况，图7 中示意出了内侧管母线10上的应变计布置后的测点情况。如图5、图6、图7所示，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232下端的法兰2322与绝缘子芯棒2321的 交接处设有一组应变片(测点S1-S8、S33-S40)，最下端的所述复合支柱绝缘子232上端的法 兰2322与绝缘子芯棒2321的交接处设有一组应变片(测点S9-S16、S41-S48)，从下至上的第 二个所述复合支柱绝缘子232下端的法兰2322与绝缘子芯棒2321的交接处设有一组应变片 (测点S17-S24、S49-S56)，最上端的所述复合支柱绝缘子232上端的法兰2322与绝缘子芯棒 2321的交接处设有一组应变片(测点S25-S32、S57-S64)，所述内侧管母线10沿其轴线方向 的中部和中部的两侧处均设有一组应变片(测点369-372、365-368、373-376)。本实施例中， 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10沿轴线方向的1/4处和3/ 4处，测点设置合理。
[0046] 采用上述布置方式，可检测地震时易发生毁损的薄弱部位，较大程度的简化应变 测点的布置，采用较少应变计的基础上，便能有效评估双柱耦联体系下单柱支柱绝缘子230 在地震作用下的应变响应，评估其抗震性能。本实施例中，如图8所示，设置在所述复合支柱 绝缘子232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2321的周向等间距 设置，如图9所示，设置在所述内侧管母线10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10的周向等间距设置。进而，能够在复合支柱绝缘子232和内侧管母线10的各 个方位采集应变数据，试验数据全面、准确。
[0047]图10、图11中分别示意出了两个单柱试验机构20上的位移计布置后的测点情况。 如图10、图11所示，所述振动台210的安装平台212上设有X向位移计(测点T-D1、T-D2 )，所述 支架220的安装平台222上设有X向位移计(测点D1、D4)，第二个所述复合支柱绝缘子232下 端的法兰2322上设有X向位移计（测点D2、D5)，第三个所述复合支柱绝缘子232下端的法兰 2322上设有X向位移计(测点D3、D6)。在地震中，单柱支柱绝缘子230受X向振动的影响较大， 采用上述布置方式，可检测地震时易发生毁损的薄弱部位，在较大程度的简化位移测点的 布置，采用较少位移计的基础上，便能有效评估双柱耦联下单柱支柱绝缘子230在地震作用 下的位移响应，评估其抗震性能。
[0048] 本实施例中，如图12所示，所述复合支柱绝缘子232还包括套设在绝缘子芯棒2321 外侧的硅橡胶护套2323,所述硅橡胶护套2323与所述绝缘子芯棒2321连接，所述硅橡胶护 套2323通过硅橡胶膜缠绕所述绝缘子芯棒2321形成，为多层膜状结构，所述硅橡胶护套 2323在所述绝缘子芯棒2321的外壁上均匀分布。一般的，复合支柱绝缘子232的绝缘子芯棒 2321与硅橡胶伞裙是分离模式，绝缘子芯棒2321为主要受力构件，硅橡胶伞裙为附属结构， 硅橡胶伞裙在地震中不起力学作用，其对力学性能的影响可简化为分布质量。实际需要对 某一型号的复合支柱绝缘子232进行抗震试验时，可将与该型号复合支柱绝缘子232的硅橡 胶伞裙质量相当的硅橡胶膜均匀缠绕在绝缘子芯棒2321的外壁上，使硅橡胶护套2323的质 量与该型号复合支柱绝缘子232原有的硅橡胶伞裙质量相当，硅橡胶护套2323即能够等效 模拟复合支柱绝缘子232原有的硅橡胶伞裙，该复合支柱绝缘子232即可等效模拟现有的复 合支柱绝缘子以进行抗震试验。所述复合支柱绝缘子232采用硅橡胶护套2323来等效模拟 原有的硅橡胶伞裙，硅橡胶护套2323与硅橡胶伞裙材料相同、质量相当，其在力学上可视为 等效代替，对抗震试验没有影响，无需另行制造适于试验的硅橡胶伞裙，所述复合支柱绝缘 子232结构简单，可进一步降低试验成本。
[0049]所述硅橡胶护套2323包括沿绝缘子芯棒2321轴向方向设置的第一护套2323a和第 二护套2323b，所述第一护套2323a远离第二护套2323b的端部与所述绝缘子芯棒2321-端 的法兰2322之间、所述第一护套2323a与第二护套2323b之间、所述第二护套2323b远离第一 护套2323a的端部与所述绝缘子芯棒2321另一端的法兰2322之间均预留有安装间隙2324， 所述第一护套2323a与第二护套2323b之间的安装间隙2324位于所述绝缘子芯棒2321的中 部。通过预留安装间隙2324,可便于上述加速度计、应变计以及位移计的布置。与原有的复 合支柱绝缘子相比，原有结构由于采用硅橡胶伞裙，使得绝缘子芯棒2321没有暴露在外，而 为满足试验精度的要求，试验中的传感器需要直接与绝缘子芯棒2321接触，这使得试验时 需要对硅橡胶伞裙重新加工，制造难度大、测点布置难度大，且价格昂贵，本实施例所述的 复合支柱绝缘子232采用上述结构后，结构简单、便于制造、制造成本较低，可根据确定好的 测定位置，预先留出安装间隙2324便于传感器的布置，极大地方便了抗震试验的测点布置， 有利于提高抗震试验的测量准确性。
[0050]本实施例中，所述第一护套2323a的外侧设有用于环向固定其自身的固定钢丝 2325,所述第二护套2323b的外侧设有用于环向固定其自身的固定钢丝2325,所述安装间隙 2324处均设有纵向固定组件，所述纵向固定组件用于纵向固定所述第一护套2323a和第二 护套2323b。所述硅橡胶护套2323通过固定钢丝2325以及纵向固定组件固定在绝缘子芯棒 2321的外壁上。固定钢丝2325用于在环向方向上固定第一护套2323a、第二护套2323b，纵向 固定组件用于在纵向方向固定第一护套2323a、第二护套2323b，防止第一护套2323a与第二 护套2323b滑落。在进行抗震试验中，所述硅橡胶护套2323能够被可靠地固定在绝缘子芯棒 2321上，不易滑落，不会影响试验结果。具体的，所述纵向固定组件包括沿绝缘子芯棒2321 的周向均匀布置的四块木质的固定垫块2326以及用于环向固定所述固定垫块2326的固定 钢丝2325,固定垫块2326能够在纵向方向顶住第一护套2323a与第二护套2323b，进而有效 防止第一护套2323a和第二护套2323b滑落，纵向固定效果好。
[0051]本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，通过对加速 度计、应变计以及位移计的布置位置及方向布置进行设计，可较大程度的简化各测点的布 置，在采用较少的加速度计、应变计以及位移计的基础上，检测地震时易发生毁损的薄弱部 位，有效评估双柱耦联体系下的单柱支柱绝缘子230在地震作用下的位移响应，评估其抗震 性能。通过对单柱试验机构20以及单柱支柱绝缘子230结构上的设计，结构简单、制造成本 低，便于测点布置，可降低试验成本。
[0052]如图1、图13所示，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试验 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：
[0053] S100:振动台210接收信号开始振动。具体的，信号可以为地震波型号、地震波输入 方向、加速度峰值等。所述地震波的选取可以为云南波三向、TAFT地震波三向、EL-CENTR0地 震波三向、人工地震波三向中的一种、两种或多种，进而能够模拟不同地震环境，全面准确 地进行抗震测试。
[0054] S200:单柱支柱绝缘子230以及内侧管母线10在振动台210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；
[0055] S300:控制器转换分析试验数据，得出单柱支柱绝缘子230在地震作用下的响应。
[0056] 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230在地震作用下的响应，有效评估单柱支柱绝缘子230 的抗震性能，试验成本低。
[0057] 具体的，采用上述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 验时，试验工况为：
[0060] 采用上述试验工况进行抗震试验，依次检测加速度峰值由小变大的过程、改变地 震波的输入方向，并配合不同类型的地震波，试验数据充分全面准确。本实施例所述的双柱 耦联复合支柱绝缘子抗震试验及方法，不仅能够得到双柱耦联体系下的单柱支柱绝缘子 230的抗震性能，还可适用于对复合支柱绝缘子232的抗震性能的科研研究、招标采购等项 目中。
[0061] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存 在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0062] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护 范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
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。5. 根据权利要求4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，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。6. 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。7. 根据权利要求2-6任一项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。8. 根据权利要求7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。9. 根据权利要求2-6任一项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，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。10. -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，其特征在于，利用 权利要求1-9任一项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。
【文档编号】G01M7/02GK106052997SQ201610553596
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】罗兵, 卓然, 黄莹, 惠宝军, 卢毓欣
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司