一种特高压高抗模型及其抗震和隔震试验方法
【专利摘要】本发明涉及一种特高压高抗模型及其抗震和隔震试验方法，所述特高压高抗模型包括特高压出线套管、连有油箱的套管固定架和与所述套管固定架相连的测试装置，所述特高压出线套管为外壁设有出线孔的空心绝缘子；所述测试装置包括振动测试台；所述特高压出线套管两端分别设有固定法兰；所述振动测试台包括设置在固定基础上的固定台和与所述固定台相连的振动组件；所述套管固定架包括分别设置在所述油箱内外侧的电抗器模拟组件和套管升高座。本发明提供的基于特高压高抗模型的抗震和隔震试验方法，具有采集数据准确、测试范围广、造价低和安装使用方便的优点。
【专利说明】
一种特高压高抗模型及其抗震和隔震试验方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种振动台，具体讲涉及一种特高压高抗模型及其抗震和隔震试验方法。
【背景技术】
[0002]出线套管是发电机定子电流从发电机内部引到机外的重要部件。特高压出线套管的尺寸和重量大，在地震作用容易出现类共振现象，是特高压变电设备抗震的薄弱点。所以需要提供一种特高压高抗模型及其抗震和隔震试验方法，以提高特高压出线套管的抗震能力和使用寿命。
[0003]现有的特高压出线套管的测试装置采用了弹性理论假设与构件简化分析方法，计算方法简单、没有实体设备可以模拟测试，造成现有的方法只适用于线性特性明显的特高压出线套管。现有的具有实体设备的测试电容器塔的振动台，存在以下不足:1、制造成本高、试验成本难以承受。2、不具备综合的数据采集系统，无法同时采集关键部位的加速度、位移和应变等信息，因此不能全面反映特高压出线套管的抗震性能。3、计算误差大、测试结果不准确。4、输入波过于单一，不能够反映特高压出线套管在各种不同的工况下的地震响应。
[0004]为此，需要提供一种特高压高抗模型及其抗震和隔震试验方法，以准确采集数据、拓宽测试范围、降低造价和简化安装。
【发明内容】
[0005]要解决现有技术的不足，本发明提供了下述技术方案来实现的:提供一种特高压高抗模型，所述特高压高抗模型包括特高压出线套管、连有油箱的套管固定架和与所述套管固定架相连的测试装置，所述特高压出线套管为外壁设有出线孔的空心绝缘子;所述测试装置包括振动测试台；
[0006]所述特高压出线套管两端分别设有固定法兰；
[0007]所述振动测试台包括设置在固定基础上的固定台和与所述固定台相连的振动组件；
[0008]所述套管固定架包括分别设置在所述油箱内外侧的电抗器模拟组件和套管升高座。
[0009]所述油箱包括长方形箱体和设置在所述长方形箱体侧面的紧固件；
[0010]所述紧固件为圆环形连接件，其圆周方向设有与所述套管升高座一端相连的固定螺栓；
[0011 ]所述长方形箱体的外表面设有平行排列的加固槽钢，所述加固槽钢开口方向指向所述长方形箱体。
[0012]所述套管升高座竖直设置在所述油箱一侧，其包括由I型钢管和L型钢管首尾相连组成的L形支撑管、设置在所述L型钢管下侧的支撑座和设置在所述I型钢管和油箱间的连接筋板；
[0013]所述L形支撑管两端点分别设有与所述特高压出线套管和紧固件相连的法兰盘。
[0014]所述振动组件分别设置在所述固定台下方和侧面，其包括连有伺服控制系统的激振器、与所述激振器相连的液压系统；
[0015]所述激振器包括由外至内同轴心设置的缸筒、线圈和超磁致振动棒，以及分别设置在所述缸筒两端的底座和推板。
[0016]所述超磁致振动棒为由柱形圆棒和与所述柱形圆棒轴向垂直设置的盘形定位板组成的纵截面为十字形的振动棒；
[0017]所述超磁致振动棒两端分别与底座和推板相连，
[0018]所述盘形定位板与推板间设有复位弹簧。
[0019]所述电抗器模拟组件包括长方形固定架和设置在所述长方形固定架内、沿其轴向竖直排列的圆柱形铁芯；
[0020]所述长方形固定架包括由相互垂直的横梁、竖梁围成的长方体，设置在所述长方体表面的固定板和在所述长方体底面沿其轴向排列的支撑槽钢;所述支撑槽钢与所述长方形箱体相连；
[0021]所述长方形固定架两侧分别设有沿其轴向设置的固定吊环，所述固定吊环表面设有与吊车相连的孔。
[0022]所述特高压出线套管上下端分别设有位移传感器和加速度传感器、轴向方向设有应变片传感器；
[0023]所述油箱上表面设有位移传感器；
[0024]所述振动测试台表面设有位移传感器和加速度传感器。
[0025]所述油箱内装有绝缘油，所述绝缘油包括按重量份数计的下述组份构成:
[0026]基油1000?1500、氢氧化钠151?200、EDTA250?300、环烷酸150?200、磷酸酯48?104、亚硝酸钠20?52、三乙醇胺150?200、苯骈三氮唑I?5。
[0027]所述振动测试台和套管固定架之间设有连接板，所述连接板下表面设有减震橡胶垫；
[0028]所述减震橡胶垫包括按重量份数计的下述组份构成:氯丁橡胶90份?10份、氧化锌5份?8份、硬酯酸I份?1.5份、促进剂0.7份?I份、防老剂3份?5份、炭黑30份?40份。
[0029]特高压高抗模型的抗震和隔震试验方法，所述方法包括如下步骤:
[0030]第一步，将电抗器模拟组件吊装在油箱内；
[0031]第二步，在所述油箱内灌装绝缘油；
[0032]第三步，启动振动测试台，测量测试装置在地震输入作用下的应变、位移和加速度数据；
[0033]第四步，采用输入波发生器向所述测试装置输出白噪声、标准时程波和Landers波、El-centro波，测试所述测试装置的动力特性是否改变；
[0034]第五步，在完好的所述振动测试台和连接板之间设置减震橡胶垫；
[0035]第六步，启动振动测试台，测量特高压出线套管的测试装置在地震输入作用下的应变、位移和加速度数据；
[0036]第七步，分析测试数据，得出特高压出线套管的抗震性能。
[0037]与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果:
[0038]1、本申请提供的特高压出线套管的测试装置，具有采集数据准确、适用范围广、测试成本低和安装简单的有益效果。
[0039]2、本申请提供的特高压出线套管的测试装置，采用与原型结构特性相同的试验模型，具有测试结果准确和测试成本低的有益效果。
[0040]3、本申请提供的特高压出线套管的测试装置，采用白噪声、标准时程波和Landers波、El-centro波作为输入波，具有准确探测测试装置动力特性是否改变、结构是否损伤的有益效果。
[0041 ] 4、本申请提供的特高压出线套管的测试装置可以同时采集加速度、位移和应变应力信息，具有全面详细的反映特高压出线套管的抗震性能的有益效果。
[0042]5、本申请提供的激振器，具有工作效率高、工作效果好和安全可靠的有益效果。
[0043]6、本申请提供的绝缘油，具有倾点低、低温流动性好、电气性能好、热安定性和导热性好，提高绝缘油使用寿命的有益效果。
[0044]7、本申请提供的减震橡胶垫采用新型减震橡胶，具有减震效果好、生产成本低和提高减震橡胶垫使用寿命一年以上的有益效果。
【附图说明】
[0045]图1为本发明提供的特高压出线套管的测试装置连接示意图；
[0046]图2为本发明提供的套管固定架立体示意图；
[0047]图3为本发明提供的油箱立体示意图；
[0048]图4为本发明提供的L形支撑管立体示意图；
[0049]图5为本发明提供的油箱主视图；
[0050]图6为本发明提供的电抗器模拟组件立体示意图；
[0051 ]图7为本发明提供的激振器剖视图；
[0052]其中，I一空心绝缘子、2—振动测试台、3—套管固定架、4一固定基础、5—固定台、6—油箱、7—电抗器模拟组件、8—套管升高座、9 一紧固件、10—I型钢管、11 一L型钢管、12一支撑座、13一激振器、14一缸筒、15一线圈、16一超磁致振动棒、17一底座、18一推板、19 一复位弹簧、20—长方形固定架、21—圆柱形铁芯、22—固定吊环、23—减震橡胶垫。
【具体实施方式】
[0053]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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0054]实施例1:
[0055]如图1和图2所示，一种特高压高抗模型，所述特高压高抗模型包括特高压出线套管、连有油箱6的套管固定架3和与所述套管固定架3相连的测试装置，所述特高压出线套管为外壁设有出线孔的空心绝缘子I;所述测试装置包括振动测试台2;其特征在于，
[0056]所述特高压出线套管两端分别设有固定法兰；
[0057]所述振动测试台2包括设置在固定基础4上的固定台5和与所述固定台5相连的振动组件；
[0058]所述套管固定架3包括分别设置在所述油箱6内外侧的电抗器模拟组件7和套管升尚座8。
[0059]如图3所示，所述油箱6包括长方形箱体和设置在所述长方形箱体侧面的紧固件9;
[0060]所述紧固件9为圆环形连接件，其圆周方向设有与所述套管升高座8—端相连的固定螺栓；
[0061]如图5所示，所述长方形箱体的外表面设有平行排列的加固槽钢，所述加固槽钢开口方向指向所述长方形箱体。
[0062]如图4所示，所述套管升高座8竖直设置在所述油箱6—侧，其包括由I型钢管10和L型钢管11首尾相连组成的L形支撑管、设置在所述L型钢管11下侧的支撑座12和设置在所述I型钢管10和油箱6间的连接筋板；
[0063]所述L形支撑管两端点分别设有与所述特高压出线套管和紧固件9相连的法兰盘。
[0064]如图7所示，所述振动组件分别设置在所述固定台5下方和侧面，其包括连有伺服控制系统的激振器13、与所述激振器13相连的液压系统；
[0065]所述激振器13包括由外至内同轴心设置的缸筒14、线圈15和超磁致振动棒16，以及分别设置在所述缸筒14两端的底座17和推板18。
[0066]所述超磁致振动棒16为由柱形圆棒和与所述柱形圆棒轴向垂直设置的盘形定位板组成的纵截面为十字形的振动棒；
[0067]所述超磁致振动棒16两端分别与底座17和推板18相连，
[0068]所述盘形定位板与推板18间设有复位弹簧19。
[0069]所述电抗器模拟组件7包括长方形固定架20和设置在所述长方形固定架20内、沿其轴向竖直排列的圆柱形铁芯21;
[0070]如图6所示，所述长方形固定架20包括由相互垂直的横梁、竖梁围成的长方体，设置在所述长方体表面的固定板和在所述长方体底面沿其轴向排列的支撑槽钢;所述支撑槽钢与所述长方形箱体相连；
[0071]所述长方形固定架20两侧分别设有沿其轴向设置的固定吊环22，所述固定吊环22表面设有与吊车相连的孔。
[0072]所述特高压出线套管上下端分别设有位移传感器和加速度传感器、轴向方向设有应变片传感器；
[0073]所述油箱6上表面设有位移传感器；
[0074]所述振动测试台2表面设有位移传感器和加速度传感器。
[0075]所述油箱6内装有绝缘油，所述绝缘油包括按重量份数计的下述组份构成:
[0076]基油1000?1500、氢氧化钠151?200、EDTA250?300、环烷酸150?200、磷酸酯48?104、亚硝酸钠20?52、三乙醇胺150?200、苯骈三氮唑I?5。
[0077]所述振动测试台2和套管固定架3之间设有连接板，所述连接板下表面设有减震橡胶垫23;
[0078]所述减震橡胶垫23包括按重量份数计的下述组份构成:氯丁橡胶90份?10份、氧化锌5份?8份、硬酯酸I份?1.5份、促进剂0.7份?I份、防老剂3份?5份、炭黑30份?40份。
[0079]特高压高抗模型的抗震和隔震试验方法，所述方法包括如下步骤:
[0080]第一步，将电抗器模拟组件7吊装在油箱6内；
[0081 ]第二步，在所述油箱6内灌装绝缘油；
[0082]第三步，启动振动测试台2，测量测试装置在地震输入作用下的应变、位移和加速度数据；
[0083]第四步，采用输入波发生器向所述测试装置输出白噪声、标准时程波和Landers波、El-centro波，测试所述测试装置的动力特性是否改变；
[0084]第五步，在完好的所述振动测试台2和连接板之间设置减震橡胶垫23;
[0085]第六步，启动振动测试台2，测量特高压出线套管的测试装置在地震输入作用下的应变、位移和加速度数据；
[0086]第七步，分析测试数据，得出特高压出线套管的抗震性能。
[0087]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，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范之内。
【主权项】
1.一种特高压高抗模型，所述特高压高抗模型包括特高压出线套管、连有油箱(6)的套管固定架(3)和与所述套管固定架(3)相连的测试装置，所述特高压出线套管为外壁设有出线孔的空心绝缘子(I);所述测试装置包括振动测试台(2);其特征在于， 所述特高压出线套管两端分别设有固定法兰； 所述振动测试台(2)包括设置在固定基础(4)上的固定台(5)和与所述固定台(5)相连的振动组件； 所述套管固定架(3)包括分别设置在所述油箱(6)内外侧的电抗器模拟组件(7)和套管升高座(8)。2.如权利要求1所述的特高压高抗模型，其特征在于，所述油箱(6)包括长方形箱体和设置在所述长方形箱体侧面的紧固件(9); 所述紧固件(9)为圆环形连接件，其圆周方向设有与所述套管升高座(8)—端相连的固定螺栓； 所述长方形箱体的外表面设有平行排列的加固槽钢，所述加固槽钢开口方向指向所述长方形箱体。3.如权利要求2所述的特高压高抗模型，其特征在于，所述套管升高座(8)竖直设置在所述油箱(6)—侧，其包括由I型钢管(10)和L型钢管(11)首尾相连组成的L形支撑管、设置在所述L型钢管(11)下侧的支撑座(12)和设置在所述I型钢管(10)和油箱(6)间的连接筋板； 所述L形支撑管两端点分别设有与所述特高压出线套管和紧固件(9)相连的法兰盘。4.如权利要求1所述的特高压高抗模型，其特征在于，所述振动组件分别设置在所述固定台(5)下方和侧面，其包括连有伺服控制系统的激振器(13)、与所述激振器(13)相连的液压系统； 所述激振器(13)包括由外至内同轴心设置的缸筒(14)、线圈(15)和超磁致振动棒(16)，以及分别设置在所述缸筒(14)两端的底座(17)和推板(18)。5.如权利要求4所述的特高压高抗模型，其特征在于，所述超磁致振动棒(16)为由柱形圆棒和与所述柱形圆棒轴向垂直设置的盘形定位板组成的纵截面为十字形的振动棒； 所述超磁致振动棒(16)两端分别与底座(17)和推板(18)相连， 所述盘形定位板与推板(18)间设有复位弹簧(19)。6.如权利要求3所述的特高压高抗模型，其特征在于，所述电抗器模拟组件(7)包括长方形固定架(20)和设置在所述长方形固定架(20)内、沿其轴向竖直排列的圆柱形铁芯(21)； 所述长方形固定架(20)包括由相互垂直的横梁、竖梁围成的长方体，设置在所述长方体表面的固定板和在所述长方体底面沿其轴向排列的支撑槽钢;所述支撑槽钢与所述长方形箱体相连； 所述长方形固定架(20)两侧分别设有沿其轴向设置的固定吊环(22)，所述固定吊环(22)表面设有与吊车相连的孔。7.如权利要求1所述的特高压高抗模型，其特征在于， 所述特高压出线套管上下端分别设有位移传感器和加速度传感器、轴向方向设有应变片传感器； 所述油箱(6)上表面设有位移传感器； 所述振动测试台(2)表面设有位移传感器和加速度传感器。8.如权利要求2所述的特高压高抗模型，其特征在于，所述油箱(6)内装有绝缘油，所述绝缘油包括按重量份数计的下述组份构成: 基油1000?1500、氢氧化钠151?200、EDTA250?300、环烷酸150?200、磷酸酯48?104、亚硝酸钠20?52、三乙醇胺150?200、苯骈三氮唑I?5。9.如权利要求1所述的特高压高抗模型，其特征在于，所述振动测试台(2)和油箱(6)之间设有连接板，所述连接板下表面设有减震橡胶垫(23); 所述减震橡胶垫(23)包括按重量份数计的下述组份构成:氯丁橡胶90份?10份、氧化锌5份?8份、硬酯酸I份?1.5份、促进剂0.7份?I份、防老剂3份?5份、炭黑30份?40份。10.如权利要求1-9任一所述的特高压高抗模型的抗震和隔震试验方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 第一步，将电抗器模拟组件(7)吊装在油箱(6)内； 第二步，在所述油箱(6)内灌装绝缘油； 第三步，启动振动测试台(2)，测量测试装置在地震输入作用下的应变、位移和加速度数据； 第四步，采用输入波发生器向所述测试装置输出白噪声、标准时程波和Landers波、El-centro波，测试所述测试装置的动力特性是否改变； 第五步，在完好的所述振动测试台(2)和连接板之间设置减震橡胶垫(23)，进行隔震试验； 第六步，启动振动测试台(2)，测量特高压出线套管的测试装置在地震输入作用下的应变、位移和加速度数据； 第七步，分析测试数据，得出特高压出线套管的抗震性能。
【文档编号】G01M7/06GK106017831SQ201610299152
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】张谦, 程永锋, 卢智成, 王晓宁, 刘洪涛, 邱宁
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司, 国网北京市电力公司