一种支柱开关设备整体及各节段风荷载测试方法

本发明涉及支柱开关设备检测，尤其涉及一种支柱开关设备整体及各节段风荷载测试方法。

背景技术：

1、支柱类开关设备是电网系统中的关键变电设备，通常由包含动触头的三柱结构及包含静触头的两柱结构组成，其中，三柱结构及两柱结构又分别由底部钢支架、中部支柱绝缘子和顶部动/静触头组成。三柱结构和两柱结构形式类似于高耸悬臂构件，具有质量大、刚度小、自振频率低等特点，在大风及强风作用下，极易发生风致疲劳，属于典型风荷载敏感结构。

2、近年来已有多起因风荷载过大而造成支柱类开关设备严重损伤甚至破坏，导致电力系统瘫痪的事故。为研究变电站支柱类开关设备的风荷载特性，需要对支柱类开关设备整体及各节段进行风力荷载试验。但目前国内外尚无研究变电站支柱类开关设备抗风性能的相关报道。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种支柱开关设备整体及各节段风荷载测试方法，能够准确地对支柱开关模型整体及各节段模型进行风力荷载测试，从而获取支柱开关设备的疲劳特性、荷载极限等。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种支柱开关设备整体及各节段风荷载测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

3、1)搭建测试台架，所述测试台架包括承载底座和设于承载底座上的悬臂支架，并在承载底座上安装测力天平；

4、2)待测支柱开关模型组装：组装支柱开关模型的三柱式动触头支柱模型和两柱式静触头支柱模型；其中，动触头支柱模型的底部钢支架模型、中部支柱绝缘子模型以及顶部动触头模型之间均通过螺栓相连，静触头支柱模型的底部钢支架模型、中部支柱绝缘子模型以及顶部静触头模型之间也通过螺栓相连；

5、3)将组装好的动触头支柱模型安装于测力天平上，静触头支柱模型安装到测试台架的底座上，其中，动触头支柱模型与静触头支柱模型的相对位置关系与实际装配使用时的相对位置关系一致；

6、4)将测试台架置于风洞中，并启动风洞设备，开始测试；

7、首先，通过测力天平测量动触头支柱模型整体的风荷载，记为fzt1；

8、其次，拆卸动触头支柱模型中顶部动触头模型与中部支柱绝缘子模型之间的螺栓，并利用悬臂支架将顶部动触头模型向上吊起，使顶部动触头模型与中部支柱绝缘子模型之间具有间距，此时通过测力天平测量中部支柱绝缘子模型与底部钢支架模型的风荷载，记为fs1+s2；

9、然后，将顶部动触头模型与中部支柱绝缘子模型重新连接，拆卸动触头支柱模型中的中部支柱绝缘子模型与底部钢支架模型之间的螺栓，并利用悬臂支架将顶部动触头模型与中部支柱绝缘子模型整体向上吊起，使中部支柱绝缘子模型与底部钢支架模型之间具有间距，此时通过测力天平测量底部钢支架模型的风荷载，记为fs1；

10、最后，通过计算得到顶部动触头模型的风荷载fs3为：fs3＝fzt1-fs1+s2；

11、中部支柱绝缘子模型的风荷载fs2为：fs2＝fs1+s2-fs1；

12、5)将三柱式动触头支柱模型和两柱式静触头支柱模型的位置互换，重复步骤4)的测试过程，获取两柱式静触头支柱模型整体及各节段模型的风载荷。

13、进一步地，所述悬臂支架包括立柱和悬臂，在立柱上沿竖向分布有数个连接孔，所述悬臂呈倒l型，其竖向支臂通过螺栓与连接孔可拆卸连接，并且悬臂与不同的连接孔相连，能够实现上下位置调节；在悬臂的横向支臂的端部，设有用于悬挂顶部动触头或顶部静触头的挂钩。

14、进一步地，所述测力天平位于挂钩的正下方。

15、进一步地，所述测力天平为高频测力天平。

16、与现有技术相比，本发明具有如下优点：采用本方案，能够快速、准确地测出支柱开关模型整体及各节段模型的风力荷载；从而获取支柱开关设备的疲劳特性、荷载极限等；以用于计算支柱类开关设备结构风振响应，分析结构各部件受力情况，指导支柱类开关设备结构抗风设计；以及指导支柱类开关设备疲劳加载制度，进一步开展结构风致疲劳试验，研究风荷载作用下支柱类开关设备疲劳特性及安全性指标。

技术特征：

1.一种支柱开关设备整体及各节段风荷载测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种支柱开关设备整体及各节段风荷载测试方法，其特征在于：所述悬臂支架包括立柱和悬臂，在立柱上沿竖向分布有数个连接孔，所述悬臂呈倒l型，其竖向支臂通过螺栓与连接孔可拆卸连接，并且悬臂与不同的连接孔相连，能够实现上下位置调节；在悬臂的横向支臂的端部，设有用于悬挂顶部动触头或顶部静触头的挂钩。

3.根据权利要求2所述的一种支柱开关设备整体及各节段风荷载测试方法，其特征在于：所述测力天平位于挂钩的正下方。

4.根据权利要求1所述的一种支柱开关设备整体及各节段风荷载测试方法，其特征在于：所述测力天平为高频测力天平。

技术总结
本发明公开了一种支柱开关设备整体及各节段风荷载测试方法，包括如下步骤：1）搭建测试台架，所述测试台架包括承载底座和悬臂支架，并在承载底座上安装测力天平；2）待测支柱开关模型组装：组装三柱式动触头支柱模型和两柱式静触头支柱模型；3）将动触头支柱模型安装于测力天平上，静触头支柱模型安装到测试台架的底座上；4）将测试台架置于风洞中，开始测试；5）将三柱式动触头支柱模型和两柱式静触头支柱模型的位置互换，重复步骤4）的测试过程，获取两柱式静触头支柱模型整体及各节段模型的风载荷。本发明能够准确地对支柱开关整体模型及各节段模型进行风力荷载测试，从而获取支柱开关设备的疲劳特性、荷载极限等。

技术研发人员：刘敏,刘会斌,聂诗东,刘思凯,李鹏,程永锋,高春辉,刘彬,张欣伟,梁佳宇,刘乾,黄淮忠
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16