一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种装置，具体讲涉及一种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装 置。
【背景技术】
[0002] 变压器压板组件是变压器的重要组件，根据GB1094. 5-2008《电力变压器第5部 分：承受短路的能力》的要求，变压器压板要能承受线圈意外短路时产生的冲击力，压板的 屈服极限要求彡80MPa。
[0003] 变压器的压板组件结构复杂，不同的结构所产生的应力集中点位置不同，变压器 一般由又存在高压线圈、中压线圈、低压线圈和调压线圈组成，各线圈与压板组件的接触面 积、安装方式不尽相同。线圈意外短路时，其中的不同线圈的短路情况产生大小不同的冲击 力，甚至造成压板组件的损坏。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种模拟变压器短路时线圈冲击 压板的检测装置，该装置装置可实现模拟变压器高压线圈、低压线圈的单独和组合工况下， 对线圈的冲击作用，避免仅能组合线圈同时作用的限制，规格能满足实际冲击工况和量级， 满足多型号压板的检测。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：
[0006] -种模拟变压器短路时线圈冲击压板的检测装置，装置包括由水平方向设置的锤 头和底座及其两侧竖直设置的导向组件组成的支撑架、液压系统和测量控制系统，底座上 同轴依次叠放夹具、传感器和传力架，传力架上表面均匀设置有波形发生器。
[0007] 进一步的，锤头为中心开有竖向通孔的，两侧设有导向组件贯通的通孔组件的板 锤，其余两侧竖直方向上设有三角形斜筋。
[0008] 锤头选用Q345B钢，屈服强度彡345MPa。
[0009] 锤头包括中空的长方体和焊接在其两侧的中心开有配合导向组件的通孔的长方 体块。
[0010] 锤头的上钢板非焊接有长方体块的方向宽于下钢板，上下钢板间焊接有三角形钢 板构成的斜筋。
[0011] 锤头是冲击力的主要施加源，其质量大、刚性大、强度高、材质均匀、结构对称。
[0012] 初步设定外形尺寸、结构后，进行锤头的模态分析，保证锤头在冲击过程中，提供 足够的冲击能量，且确保试验结果的可靠性和重复性。锤头的高度和重量控制冲击力的幅 值，锤头提升到一定高度后自由落体。
[0013] 冲击能量：
[0014] 已知最大压强要求Pmax = 80MPa，参考受力面积S = 0· 96m2,冲击脉宽要求D = 4 ~40ms，
[0015] 所以，最大出力要求 Fmax = PmaxX S = 76, 800kN ;
[0016] 设锤头质量 M = 20000kg，
[0017] 所以，最大脉冲加速度A = Fmax/M = 391. 8g ;
[0018] 所以，冲击锤跌落高度彡H = A2 · D2/2000 = 1228mm。
[0019] 进一步的，传力架为中心开有竖向通孔的圆柱体，圆柱体传力架的侧面对称设有 沿弧面的长方形凹槽，长方形凹槽相邻两凹槽轴向长度相等，其中一个长方形凹槽沿圆周 长度大于另一个长方形凹槽的沿圆周长度，波形发生器为半正弦波发生器。
[0020] 整套设备中锤头、试件、夹具的外形尺寸都比较大，为保证冲击时力传递的均匀 性，设计了大刚度的传力架，以减小锤头的直径。传力架为空心，传力架通过螺钉与夹具上 表面连接，防止传力架发生侧移。
[0021] 使用不同刚度、不同厚度的弹性材料制成特定形状，模拟线圈，当锤头接触发生 器、压缩发生器、被反弹的过程中，会产生相应波形，不同波形指标可以通过更换调整发生 器获得。输出的冲击试验波形作用于试品，波形发生器来控制试验冲击的脉宽为5~50ms。
[0022] 为满足冲击均匀性，保证冲击过程中锤头与圆周上多点分布的波形发生器接触， 避免被试件出现承载偏向，局部冲击过试验的情况。周圈分布的波形发生器可以进行一定 的高度调整，以保证设备冲击指标的均匀性。
[0023] 波形发生器通过螺钉与传力架连接，波形发生器中心距传力架内环和外环的径向 距离相等，波形发生器均匀对称设置在传力架上，个数大于等于4个，个数越多，冲击脉宽 越短，效果越好。
[0024] 进一步的，传感器由同轴的由上至下底面半径递增的圆柱体组成，传感器上表面 与传力架下表面贴合，传感器外套设有底部设有法兰的管形套件，套件与夹具上表面通过 螺钉连接。
[0025] 考虑到传力架本身的响应会影响到锤头的输入力而导致最终传递给压板组件及 夹具的力并非所测实际值，传感器没有安装在传力架上方，安装在传力架下方的传感器将 更为贴近试验中压板组件直接受到的冲击力，从而提高试验真实性。传感器最终的输出数 据只需除去传力架及波形发生器的本体质量即可。套件与夹具上表面通过螺钉连接，避免 侦隨。
[0026] 进一步的，夹具包括水平方向由下至上依次设置的下垫板、与其同轴的环形上压 板、压条和压条两端竖直设置的螺杆，压条沿环形上压板的径向对称设置，下垫板通过螺栓 与底座连接。
[0027] 进一步的，下垫板为方形，下垫板上设有上铁辄主级对撑板和压顶点券垫板。
[0028] 进一步的，环形上压板分环设计，分环个数依据试样线圈个数设置。
[0029] 进一步的，环形上压板分环个数为2或3个。
[0030] 进一步的，上压板下表面内圈设有内倒角和/或外圈设有外倒角。
[0031] 进一步的，螺杆设有预紧力。
[0032] 下垫板上设置的上铁辄主级对撑板和压钉垫圈垫板依据试样实际工况中大小及 位置设置。
[0033] 环形上压板分环个数为2或3个，双绕组做双环，三绕组做三环。
[0034] 上压板下表面设置的内外倒角度数相同，下表面与线圈的接触面积与实际工况中 大小相同，接触位置依据实际工况设置。
[0035] 试件按照实际工况叠放在底板上，在对应不同线圈位置安装不同的压板以模拟实 际线圈的接触面，压板安装完毕后通过压条和预压螺杆将夹具固定，通过计算确定预压螺 杆的预紧力，以模拟压板组件所受的预压力，预压螺杆有向下的预压力。螺杆与上压板有一 个垂向的自由度，通过高精度的加工降低摩擦阻尼，提高冲击力的效率。
[0036] 测试过程中，测试低压线圈就将传感器放置在内圈低压线圈压板上方，测试高压 线圈就将传感器放置在外圈高压线圈压板上方，测试组合工况下的情况，就于低压线圈压 板和高压线圈压板上方均设置传感器。
[0037] 压板组件主用材料为层压木或层压纸板，其密度约为1. 0-1. 2g/cm3,按照实际产 品安装摆放，形成局部整体。
[0038] 进一步的，底座与减震地基通过螺栓连接。强度大，加工精度高。外形尺寸为 5000 X 4500 X 400mm3,质量为 70, 000kg。
[0039] 进一步的，导向组件均匀对称设置，导向组件的数目大于或等于六，导向组件包括 导柱和导套导向，导柱嵌设于底座上表面的垂直安装孔内，导套导向为底部设有法兰的圆 柱形管件，导套导向通过螺栓与底座上表面连接。
[0040] 导柱为竖直设置的6根表面粗糙度< 0. 8的无缝钢管，导套导向与导柱配套设置。
[0041] 导柱与导套导向两两配合加工，保证良好的间隙配合，避免在设备运行时出现卡 滞现象。
[0042] 底座上的安装孔垂直精度高、位置精度高，保证6根导柱安装后的平行度。
[0043] 其中中间两根导柱主要起定位作用，前后四根导向柱起导向作用，以保证冲击的 稳定性。
[0044] 导柱内设有光电开关，当插入安全锁杆后，光电开关检测到信号并传给控制系统