一种支柱绝缘子的静力弯曲试验方法及装置与流程

1.本发明涉及电网防灾技术领域，具体涉及一种支柱绝缘子的静力弯曲试验方法及装置。


背景技术：

2.典型变电站支柱类开关设备整体结构主要由下部钢支架、支柱绝缘子、隔离开关等部件组成，整体较为复杂且刚度较小，对风荷载较为敏感。相比于下部钢支架，支柱绝缘子及隔离开关在支柱类开关设备整体结构装配时所处位置较高、抗弯刚度较小，易在风荷载作用下发生破坏或者严重变形，影响隔离开关结构或者使用安全，故需开展对支柱绝缘子的静力弯曲试验，获取隔离开关支柱弯曲性能。
3.目前进行多节支柱绝缘子静力弯曲试验时，通常将风荷载简化为水平集中力作用于绝缘子顶部法兰，而实际风荷载是沿绝缘子全长分布的，故集中力的简化方式将影响试验结果的准确性。此外，由于支柱绝缘子表面存在伞裙，在静力弯曲试验时很难利用传统方法施加水平分布荷载。


技术实现要素：

4.为了克服上述缺陷，本发明提出了一种支柱绝缘子的静力弯曲试验方法及装置。
5.第一方面，提供一种支柱绝缘子的静力弯曲试验方法，所述支柱绝缘子的静力弯曲试验方法包括：
6.将杆单元倾斜放置，并于所述杆单元的顶部连接拉索的一端以及质量块；
7.将所述拉索的另一端穿过固定在地面的滑轮，并向所述拉索的另一端提供一集中力；
8.量测所述杆单元的弯曲度；
9.其中，所述杆单元与地面的夹角、所述质量块的重力荷载和所述集中力基于支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载和重力线载荷确定，所述杆单元为支柱绝缘子的并联结构的等效结构。
10.优选的，所述杆单元与地面的夹角的计算式如下：
[0011][0012]
上式中，α为所述杆单元与地面的夹角，g1为支柱绝缘子的重力线载荷，q1为支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载。
[0013]
进一步的，所述质量块的重力荷载的计算式如下：
[0014][0015]
上式中，g为所述质量块的重力荷载，l为支柱绝缘子轴向高度，f2为隔离开关重力
集中载荷。
[0016]
进一步的，所述集中力的计算式如下：
[0017][0018]
上式中，f3为所述集中力，f1为隔离开关迎风面等效集中风载荷。
[0019]
第二方面，提供一种支柱绝缘子的静力弯曲试验装置，所述支柱绝缘子的静力弯曲试验装置包括：杆单元、固定在地面的滑轮、拉索和质量块；
[0020]
所述杆单元倾斜放置，所述杆单元的顶部连接拉索的一端以及质量块；
[0021]
所述拉索的另一端穿过固定在地面的滑轮；
[0022]
其中，所述拉索的另一端作用一集中力，所述杆单元与地面的夹角、所述质量块的重力荷载和所述集中力基于支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载和重力线载荷确定，所述杆单元为支柱绝缘子的并联结构的等效结构。
[0023]
优选的，所述杆单元与地面的夹角的计算式如下：
[0024][0025]
上式中，α为所述杆单元与地面的夹角，g1为支柱绝缘子的重力线载荷，q1为支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载。
[0026]
进一步的，所述质量块的重力荷载的计算式如下：
[0027][0028]
上式中，g为所述质量块的重力荷载，l为支柱绝缘子轴向高度，f2为隔离开关重力集中载荷。
[0029]
进一步的，所述集中力的计算式如下：
[0030][0031]
上式中，f3为所述集中力，f1为隔离开关迎风面等效集中风载荷。
[0032]
第三方面，提供一种基于所述的支柱绝缘子的静力弯曲试验装置的实验方法，其特征在于，所述方法包括：
[0033]
将待测支柱绝缘子的并联结构等效为杆单元；
[0034]
利用设定的模拟环境的隔离开关迎风面等效集中风载荷、隔离开关重力集中载荷和支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载计算所述杆单元与地面的夹角、所述质量块的重力荷载和向所述拉索的另一端提供的集中力，并以相应夹角将杆单元倾斜放置、于所述杆单元的顶部悬挂相应质量块以及向所述拉索的另一端提供相应的集中力；
[0035]
量测所述杆单元的弯曲度。
[0036]
本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
[0037]
本发明提供了一种支柱绝缘子的静力弯曲试验方法及装置，包括：将杆单元倾斜放置，并于所述杆单元的顶部连接拉索的一端以及质量块；将所述拉索的另一端穿过固定
在地面的滑轮，并向所述拉索的另一端提供一集中力；量测所述杆单元的弯曲度；其中，所述杆单元与地面的夹角、所述质量块的重力荷载和所述集中力基于支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载和重力线载荷确定，所述杆单元为支柱绝缘子的并联结构的等效结构。本发明提供的技术方案，解决目前进行多节支柱绝缘子静力弯曲试验时，缺少一种施加等效均布风荷载的方法和措施，能在实验室更为准确模拟风荷载均布作用于绝缘子柱身的情况；该方法和装置简单、可行、易操作，模拟柱顶集中荷载和柱身均布风荷载效果较好。
附图说明
[0038]
图1是本发明实施例的支柱绝缘子的静力弯曲试验方法的主要步骤流程示意图；
[0039]
图2是本发明实施例的支柱绝缘子受力示意图；
[0040]
图3是本发明实施例的支柱绝缘子的静力弯曲试验装置的主要结构框图。
具体实施方式
[0041]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0042]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
参阅附图1，图1是本发明的一个实施例的支柱绝缘子的静力弯曲试验方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的支柱绝缘子的静力弯曲试验方法主要包括以下步骤：
[0044]
步骤s101：将杆单元倾斜放置，并于所述杆单元的顶部连接拉索的一端以及质量块；
[0045]
步骤s102：将所述拉索的另一端穿过固定在地面的滑轮，并向所述拉索的另一端提供一集中力；
[0046]
步骤s103：量测所述杆单元的弯曲度；
[0047]
本实施例中，所述杆单元为支柱绝缘子的并联结构的等效结构。
[0048]
在一个实施方式中，进行支柱绝缘子受力分析时，将多节支柱绝缘子的并联结构简化为杆单元，顶部隔离开关的自重及水平风荷载简化为两个方向的集中力，如图2所示；
[0049]
进一步的，所述杆单元与地面的夹角、所述质量块的重力荷载和所述集中力基于支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载和重力线载荷确定，具体的，在如图3所示的实验环境中，利用外荷载数值相等原则将图2与图3所示的外荷载构建方程：
[0050]
将图2中支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载转化为图3中支柱绝缘子的重力线载荷沿绝缘子轴向的垂直分量，即：
[0051]
q1＝g
1 cosα
[0052]
将图2中隔离开关迎风面等效集中风载荷转化为图3中的所述集中力和所述质量块的重力荷载的分量，即：
[0053]
f1＝gcosα f3[0054]
将图2中隔离开关重力集中载荷及绝缘子重力荷载g1l转化为图3中绝缘子重力荷
载g1l及所述质量块的重力荷载的分量总和，即：
[0055]
f2 g1l＝gsinα g1lsinα
[0056]
联立上述方程即可得，所述杆单元与地面的夹角的计算式如下：
[0057][0058]
上式中，α为所述杆单元与地面的夹角，g1为支柱绝缘子的重力线载荷，q1为支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载。
[0059]
所述质量块的重力荷载的计算式如下：
[0060][0061]
上式中，g为所述质量块的重力荷载，l为支柱绝缘子轴向高度，f2为隔离开关重力集中载荷。
[0062]
所述集中力的计算式如下：
[0063][0064]
上式中，f3为所述集中力，f1为隔离开关迎风面等效集中风载荷。
[0065]
进一步的，本发明还提供一种支柱绝缘子的静力弯曲试验装置，如图3所示，所述支柱绝缘子的静力弯曲试验装置包括：杆单元、固定在地面的滑轮、拉索和质量块；
[0066]
所述杆单元倾斜放置，所述杆单元的顶部连接拉索的一端以及质量块；
[0067]
所述拉索的另一端穿过固定在地面的滑轮；
[0068]
其中，所述拉索的另一端作用一集中力，所述杆单元与地面的夹角、所述质量块的重力荷载和所述集中力基于支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载和重力线载荷确定，所述杆单元为支柱绝缘子的并联结构的等效结构。
[0069]
优选的，所述杆单元与地面的夹角的计算式如下：
[0070][0071]
上式中，α为所述杆单元与地面的夹角，g1为支柱绝缘子的重力线载荷，q1为支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载。
[0072]
进一步的，所述质量块的重力荷载的计算式如下：
[0073][0074]
上式中，g为所述质量块的重力荷载，l为支柱绝缘子轴向高度，f2为隔离开关重力集中载荷。
[0075]
进一步的，所述集中力的计算式如下：
[0076]
[0077]
上式中，f3为所述集中力，f1为隔离开关迎风面等效集中风载荷。
[0078]
进一步的，本发明还提供一种基于所述的支柱绝缘子的静力弯曲试验装置的实验方法，其特征在于，所述方法包括：
[0079]
将待测支柱绝缘子的并联结构等效为杆单元；
[0080]
利用设定的模拟环境的隔离开关迎风面等效集中风载荷、隔离开关重力集中载荷和支柱绝缘子的沿轴向分布的风荷载计算所述杆单元与地面的夹角、所述质量块的重力荷载和向所述拉索的另一端提供的集中力，并以相应夹角将杆单元倾斜放置、于所述杆单元的顶部悬挂相应质量块以及向所述拉索的另一端提供相应的集中力；
[0081]
量测所述杆单元的弯曲度。
[0082]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0083]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0084]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0085]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0086]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。