绝缘子振动疲劳性能的测试装置的制作方法

本发明涉及绝缘子振动疲劳性能测试技术领域，具体而言，涉及一种绝缘子振动疲劳性能的测试装置。

背景技术：

目前，普遍采用微风振动试验装置对绝缘子的振动疲劳性能进行测试，微风振动试验平台如图1所示，绝缘子串2′通过连接金具5′、导线4′与锚固件3′连接，测力传感器1′分别串接在每根导线中用以测量导线张力。振动台6′通过一个多分裂间隔棒与导线4′相连接，振动方向垂直于导线4′方向。但微风振动试验至少需要开展3000万次振动，耗时较长，并且不能真正反映长期疲劳状态下对绝缘子机械特性的影响，因此不适合绝缘子振动疲劳性能的测试，现有技术中尚没有能对420kn及其以上吨位绝缘子的振动疲劳性能进行试验的装置，不能满足特高压工作的需要。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种绝缘子振动疲劳性能的测试装置，旨在解决现有微风振动试验装置不能对420kn及其以上吨位绝缘子进行振动疲劳试验的问题。

一个方面，本发明提出了一种绝缘子振动疲劳性能的测试装置，其特征在于，包括：控制装置、支撑机构、驱动装置、检测装置、第一连接机构和第二连接机构；其中，所述驱动装置与所述支撑机构的顶端相连接并且所述驱动装置的驱动端通过所述第一连接机构与待测绝缘子串的第一端相连接，所述待测绝缘子串的第二端通过所述第二连接机构与所述支撑机构的底端相连接，所述驱动装置用于对所述待测绝缘子串施加变化的轴向振动力；所述检测装置与所述驱动装置相连接，用于检测所述驱动装置施加的轴向振动力；所述控制装置与所述检测装置、所述驱动装置均电连接，用于接收所述轴向振动力，并在所述轴向振动力的变化趋势与预设变化趋势不一致时，控制所述驱动装置调节所述轴向振动力。

进一步地，上述绝缘子振动疲劳性能的测试装置中，所述驱动装置用于对所述待测绝缘子串施加正弦波形式的轴向振动力。

进一步地，上述绝缘子振动疲劳性能的测试装置中，所述驱动装置沿所述待测绝缘子串的轴向设置。

进一步地，上述绝缘子振动疲劳性能的测试装置中，所述驱动装置为伺服作动器。

进一步地，上述绝缘子振动疲劳性能的测试装置中，所述支撑机构包括：底座、并列设置的两根立柱及连接于两根所述立柱之间的横梁；其中，

所述横梁与两根所述立柱位置可调地相连接，所述驱动装置与所述横梁相连接。

进一步地，上述绝缘子振动疲劳性能的测试装置中，还包括：保护机构；其中，所述保护机构置于并列设置的两根所述立柱之间且所述保护机构与所述横梁相连接，用于在振动疲劳试验结束时承载所述待测绝缘子串中损坏的绝缘子。

进一步地，上述绝缘子振动疲劳性能的测试装置中，所述保护机构包括：一对悬挂件和设置在两个所述悬挂件之间的多个承载板；其中，各所述悬挂件对称设置于所述待测绝缘子串的两侧，且各所述悬挂件的第一端均与所述横梁相连接，第二端为自由端；各所述承载板沿两个所述悬挂件的长度方向间隔设置，并且，各所述承载板的两端分别与两个所述悬挂件相连接，以及各所述承载板对应设置于所述待测绝缘子串中各绝缘子下方的预设距离处。

进一步地，上述绝缘子振动疲劳性能的测试装置中，各所述悬挂件为链条。

进一步地，上述绝缘子振动疲劳性能的测试装置中，还包括：防护层；其中，所述防护层围设于所述支撑机构外侧。

进一步地，上述绝缘子振动疲劳性能的测试装置中，所述第一连接机构与所述待测绝缘子串可拆卸连接；和/或所述第二连接机构与所述待测绝缘子串可拆卸连接。

本发明提供的测试装置能对现有型号的悬式绝缘子进行振动疲劳试验，从而测得振动疲劳状态对悬式绝缘子机械性能的影响，给绝缘子的长期工程应用提供了技术支撑。

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为现有技术中绝缘子串机械振动试验的设备布置示意图；

图2为本发明实施例提供的绝缘子振动疲劳性能的测试装置的结构示意图。

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。

参见图2，图中示出了本发明实施例提供的绝缘子振动疲劳性能的测试装置的优选结构。如图所示，该测试装置包括：控制装置(图中未示出)、支撑机构1、驱动装置2、检测装置(图中未示出)、第一连接机构3和第二连接机构4。其中，驱动装置2与支撑机构1的顶端相连接，并且，驱动装置2的驱动端通过第一连接机构3与待测绝缘子串5的第一端(图2中所示的上端)相连接，待测绝缘子串5的第二端(图2中所示的下端)通过第二连接机构4与支撑机构1的底端相连接，驱动装置2用于对待测绝缘子串5施加变化的轴向振动力。

具体地，支撑机构1可以为本领域技术人员所熟知的任意一种能对整个测试装置起到稳固支撑作用的装置，本实施例对其不做任何限定。驱动装置2可以为伺服作动器。具体实施时，可以选择采用静压轴承技术设计制造，具有双出杆活塞对称结构，活塞杆两端配置液压静压轴承以承受侧向力即具有无密封、免维护、零摩擦及抗侧向力强的伺服作动器，并且伺服作动器的有效行程可以达到±50mm、满载运行速度不小于1.4m/s。工作时，伺服作动器需要与分油器、泵站和液压油冷却装置依次连接，从而获得动力。待测绝缘子串5可以由至少四片绝缘子组成，例如，绝缘子可以为大吨位悬式盘型绝缘子。

第一连接机构3和第二连接机构4可以均为根据振动疲劳试验的实际情况进行加工处理的绝缘子连接金具。第一连接机构3与第二连接机构4可以均与待测绝缘子串5可拆卸连接。

具体实施时，第一连接机构3和第二连接机构4选择的金具类型可以根据绝缘子的接口类型来确定，本实施例对其不做任何限定。驱动装置2的主体部分可以悬置于支撑机构1的顶端，驱动装置2的驱动端通过第一连接机构3将待测绝缘子串5的第一端固定，第二连接机构4将待测绝缘子串5的第二端固定于支撑机构1的底端，从而使得整个待测绝缘子串5悬置于支撑机构2中，并在驱动装置2施加的时刻变化的轴向振动力下发生振动变形，即：使待测绝缘子串5持续受到一个垂直地面方向的动态力，以模拟线路中不同振动情况对待测绝缘子串5造成的疲劳影响。其中，轴向振动力的大小，需要根据实际情况确定，通常条件下，线路上绝缘子工作载荷不超过其额定载荷的30％，同时考虑到振动疲劳试验中的幅值变化在额定负载的±10％以内，例如，针对目前最大吨位的840kn绝缘子，驱动装置2需要至少提供动态拉力400kn才可以满足试验要求。需要说明的是，本实施例中的预设变化趋势可以根据绝缘子在实际工作环境中所受外部载荷的变化情况来确定，例如正弦波、三角波、方波、半正弦波、半三角波、半方波、斜波或冲击波等，本实施例对其不做任何限定。

检测装置与驱动装置2相连接，用于检测驱动装置2施加的轴向振动力。具体地，检测装置可以为力学传感器，可以检测驱动装置2输出的轴向振动力的大小与频率。

控制装置与检测装置、驱动装置2均电连接，用于接收轴向振动力，并在轴向振动力的变化趋势与预设变化趋势不一致时，控制驱动装置2调节轴向振动力。具体地，控制装置具备力、位移闭环控制的功能；可实现任意控制模式的平滑无扰切换，同时具有无波动启动、自动调零、保存和恢复pid设置、保存和恢复测试文件、自动进行数据采集等功能。此外，控制装置还具备强大的数据处理和数据存储功能，能保证整个试验过程中各项参数高速传输至计算机，尤其是待测绝缘子串破坏时刻前后的关键数据不丢失，不损坏。具体实施时，控制装置可以通过检测装置反馈的轴向振动力的大小和变化频率来判断驱动装置2输出的轴向振动力的变化趋势是否与预设的变化趋势一致，若不一致，则向驱动装置2发送调整轴向振动力大小和变化频率的命令，以使轴向振动力的变化与预设的变化趋势保持一致。

可以看出，本实施例中的测试装置，通过驱动装置2对待测绝缘子串5施加预设波形的轴向振动力，通过控制装置在轴向振动力的变化趋势与预设变化趋势不一致时，控制驱动装置2调节轴向振动力，能对现有型号的悬式绝缘子进行振动疲劳试验，从而测得振动疲劳状态对悬式绝缘子机械性能的影响，给绝缘子的长期工程应用提供了技术支撑。解决了现有技术中振动疲劳性能测试装置不能对420kn及其以上吨位绝缘子进行振动疲劳试验的问题。

优选地，驱动装置2用于对待测绝缘子串5施加正弦波形式的轴向振动力。具体地，由于待测绝缘子串5在实际环境中受到的外部振动力的变化趋势趋于正弦波形式。因此，当驱动装置2对测绝缘子串5施加正弦波形式的轴向振动力时，试验结果会更接近实际情况。

上述实施例中，驱动装置2可以沿待测绝缘子串5的轴向设置。具体地，驱动装置2可以沿待测绝缘子串5的悬挂方向设置，能保证向待测绝缘子串5施加稳定连续的轴向振动力。

上述实施例中，支撑机构1可以包括：底座11、并列设置的两根立柱12及连接于两根立柱12之间的横梁13。具体地，两根立柱12可以焊接于底座11上，且两根立柱12之间具有预设距离，该预设距离可以根据具体试验时待测绝缘子串5所占用的空间进行确定。具体实施时，也可以在底座11上设置三根、四根或更多根的立柱12，本实施例对立柱12的数量不做任何限定，只要能稳固支撑横梁13即可。

横梁13与两根立柱12位置可调地相连接，驱动装置2与横梁13相连接。具体地，立柱12上沿轴向可以开设有多个第一连接孔(图中未示出)，横梁13上开设有多个第二连接孔(图中未示出)，各第二连接孔可以通过紧固件与其中的任一个第一连接孔相连接。驱动装置2与横梁13可以为可拆卸连接。具体实施时，当将横梁13调整至立柱12上的预设位置时，紧固件穿设于相应的各个第二连接孔和预设位置处的第一连接孔从而将横梁13固定于立柱12上。需要说明的是，预设位置可以根据待测绝缘子串3的长度来确定，本实施例对其不做任何限定。

可以看出，通过移动横梁13的位置可以调节驱动装置2的位置，从而可以实现驱动装置2对不同长度的待测绝缘子串5进行振动疲劳性能的测试。

上述实施例中，还可以包括：保护机构6。其中，保护机构6置于并列设置的两根立柱12之间且保护机构6与横梁13相连接，用于在振动疲劳试验结束时承载待测绝缘子串5中损坏的绝缘子。具体地，保护机构6可以围设在待测绝缘子串5的外部，以能够承载试验中损坏的绝缘子。

上述实施例中，保护机构6可以包括：一对悬挂件61和设置在两个悬挂件61之间的多个承载板62。具体地，悬挂件61可以为链条。例如，钢制固定链条。承载板62可以为方形、圆形等。悬挂件61的长度和承载板61的数量可以根据待测绝缘子串5的长度来确定，本实施例对其不做任何限定。

各悬挂件61对称设置于待测绝缘子串5的两侧，且各悬挂件61的第一端(图2中所示的上端)均与横梁13相连接，第二端(图2中所示的下端)为自由端。具体地，各悬挂件61的第一端可以与横梁13固定连接，各悬挂件61的第二端可以悬置于底座11上方。

各承载板62沿两个悬挂件61的长度方向间隔设置，并且，各承载板62的两端分别与两个悬挂件61相连接，以及各承载板62对应设置于待测绝缘子串5中各绝缘子下方的预设距离处。具体地，可以在从上往下(相对图2所示)的第二个绝缘子下方开始设置承载板62，各承载板62的两端可以与两个悬挂件61焊接连接。本实施例中的预设距离可以根据实际情况进行确定，不影响待测绝缘子串5的振动位移即可。

可以看出，悬挂件61和承载板62相互配合，在绝缘子出现损坏时，能够托住绝缘子，防止出现绝缘子掉落后造成的二次损坏，同时，也保证了疲劳试验中的振动力为驱动装置2施加的轴向振动力，减少其他因素对试验结果的影响。

上述实施例中，还可以包括：防护层7。具体地，防护层7可以为由金属网或有机玻璃材料制作成的柱状结构。防护层7围设于支撑机构1外侧。具体地，可以在支撑机构1外侧设置多层防护层。

可以看出，防护层7可以保证绝缘子破坏的碎片不会对试验人员造成危险，同时，也能使试验人员时刻观察待测绝缘子串5的情况。

综上所述，本实施例中的测试装置能对现有型号的悬式绝缘子进行振动疲劳试验，从而测得振动疲劳状态对悬式绝缘子机械性能的影响，，给绝缘子的长期工程应用提供了技术支撑。

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。