架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验装置与方法与流程

本发明涉及输电设备测定，尤其涉及一种架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验装置与方法。

背景技术：

1、悬垂线夹在架空输电设备中的应用十分广泛，能够起到悬挂导地线，将架空线所受的冰和风等载荷通过悬垂金具串传递至杆塔的作用。因此，对于悬垂线夹的力学性能进行分析能够保证悬垂线夹在恶劣环境中保持稳定。

2、目前现有技术中，对于悬垂金具力学性能分析仅考察单个悬垂线夹在垂向均匀加载下的性能表现，但在实际工况中悬垂线夹因两侧档距和高差并不相同，两侧悬垂角不同，且极端覆冰导致实际悬垂角超设计或受覆冰外载后产生不平衡张力使得整个金具串将产生偏转，导致悬垂线夹受力不均匀和线夹出口处将局部承压等问题。出现此类情况时会使得悬垂金具断裂，导致线路掉线停运事故，影响供电可靠性。因此，目前亟需一种能够模拟现场实际工况的悬垂金具力学分析装置和方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验装置与方法。

2、本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本公开实施例中提供了一种架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验装置，包括悬垂金具串、第一导地线、第二导地线、第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元、第一加载缆、第二加载缆、第一伺服加载单元、第二伺服加载单元、角度调节单元和高度调节单元，所述悬垂金具串的一侧与所述第一导地线机械连接，所述悬垂金具串的另一侧与所述第二导地线机械连接，所述第一导地线与所述第一采集单元通过钢锚连接，所述第二导地线与所述第二采集单元通过钢锚连接，所述第一采集单元与所述第一加载缆钢锚连接，所述第二采集单元与所述第二加载缆钢锚连接，所述第一加载缆与所述第一伺服加载单元球铰连接，所述第二加载缆与所述第二伺服加载单元球铰连接，所述第一加载缆和所述第二加载缆上均压有所述角度调节单元，所述悬垂金具串的上部与所述第三采集单元通过钢锚连接，所述第三采集单元与所述高度调节单元销接。

4、第二方面，本公开实施例中提供了一种架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验方法，应用于如第一方面所述的架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验装置，通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载，其中，所述预设角度包括α°、α+10°或α+20°；

5、测量所述悬垂金具串的形变，获取所述第一采集单元、所述第二采集单元和所述第三采集单元的载荷数据和倾角数据；

6、根据所述形变、所述载荷数据和所述倾角数据对所述悬垂金具串进行力学分析。

7、根据本申请公开的一种具体实施方式，所述第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元均包括载荷传感器和倾角传感器，所述角度调节单元包括第一角度调节模块和第二角度调节模块，所述第一角度调节模块和所述第二角度调节模块均包括滑轮组和调节孔板，所述滑轮组的滑轮压在所述加载缆上，所述滑轮组与所述调节孔板的任一调节孔螺栓连接，所述通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载的步骤，包括：

8、当所述悬垂金具串两侧的悬垂角均为α°时，通过伺服加载单元以10%rts为一级的方式逐级均进行力加载，加载至80%rts后以5%rts为一级的方式逐级均进行力加载至95%rts，保持95%rts载荷60s。

9、根据本申请公开的一种具体实施方式，所述通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载的步骤，包括：

10、当所述悬垂金具串两侧的悬垂角均为α+10°或α+20°时，通过伺服加载单元以10%rts为一级的方式逐级均进行力加载，加载至第三采集单元达到所述悬垂金具串的标称载荷，保持所述标称载荷60s。

11、根据本申请公开的一种具体实施方式，所述通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载，其中的步骤，包括：

12、当所述悬垂金具串一侧的悬垂角为α°所述悬垂金具串另一侧的悬垂角为α+10°或α+20°时，通过对所述悬垂金具串的悬垂角为α+10°或α+20°一侧的伺服加载单元以10%rts为一级的方式逐级进行力加载，加载至该侧的采集单元达到所述悬垂金具串的标称载荷，保持所述标称载荷60s。

13、根据本申请公开的一种具体实施方式，所述通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载的步骤，包括：

14、当所述悬垂金具串两侧的悬垂角均为α°时，一侧伺服加载单元加载缆拉力载荷为60%导地线rts，另一侧伺服加载单元的水平张力差为20%导地线rts，保持载荷60s。

15、根据本申请公开的一种具体实施方式，所述水平张力差值临界条件为：

16、，其中，t1、t2分别为两端加载缆与导地线相连的载荷传感器的荷载值，t1为荷载值大小控制为60%±1%导地线rts，β1、β2分别为倾角传感器的值。

17、根据本申请公开的一种具体实施方式，所述第一加载缆和所述第二加载缆的选用强度均为所述第一导地线和所述第二导地线的1.5倍以上。

18、上述本申请提供的架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验装置，通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载，其中，所述预设角度包括α°、α+10°或α+20°，测量所述悬垂金具串的形变，获取所述第一采集单元、所述第二采集单元和所述第三采集单元的载荷数据和倾角数据，根据所述形变、所述载荷数据和所述倾角数据对所述悬垂金具串进行力学分析，准确模拟了悬垂金具串在极端条件下的受力情况，能够为悬垂线夹质量检验和材质选取提供依据，减少悬垂金具断裂的情况，提高了架空输电设备的工作效率，减少了人力物力的浪费。

19、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

1.一种架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验装置，其特征在于，包括悬垂金具串、第一导地线、第二导地线、第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元、第一加载缆、第二加载缆、第一伺服加载单元、第二伺服加载单元、角度调节单元和高度调节单元，所述悬垂金具串的一侧与所述第一导地线机械连接，所述悬垂金具串的另一侧与所述第二导地线机械连接，所述第一导地线与所述第一采集单元通过钢锚连接，所述第二导地线与所述第二采集单元通过钢锚连接，所述第一采集单元与所述第一加载缆钢锚连接，所述第二采集单元与所述第二加载缆钢锚连接，所述第一加载缆与所述第一伺服加载单元球铰连接，所述第二加载缆与所述第二伺服加载单元球铰连接，所述第一加载缆和所述第二加载缆上均压有所述角度调节单元，所述悬垂金具串的上部与所述第三采集单元通过钢锚连接，所述第三采集单元与所述高度调节单元销接。

2.一种架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验方法，应用于如权利要求1所述的架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验装置，其特征在于，通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载，其中，所述预设角度包括α°、α+10°或α+20°；

3.根据权利要求2所述的架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验方法，其特征在于，所述第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元均包括载荷传感器和倾角传感器，所述角度调节单元包括第一角度调节模块和第二角度调节模块，所述第一角度调节模块和所述第二角度调节模块均包括滑轮组和调节孔板，所述滑轮组的滑轮压在所述加载缆上，所述滑轮组与所述调节孔板的任一调节孔螺栓连接，所述通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载的步骤，包括：

4.根据权利要求2所述的架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验方法，其特征在于，所述通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载的步骤，包括：

5.根据权利要求2所述的架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验方法，其特征在于，所述通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载，其中的步骤，包括：

6.根据权利要求2所述的架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验方法，其特征在于，所述通过所述高度调节单元和所述角度调节单元调节所述悬垂金具串两侧的悬垂角至预设角度，通过所述第一伺服加载单元和所述第二伺服加载单元分别对所述第一加载缆和所述第二加载缆进行力加载的步骤，包括：

7.根据权利要求6所述的架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验方法，其特征在于，所述水平张力差值临界条件为：

8.根据权利要求2所述的架空输电线路悬垂线夹金具力学性能试验方法，其特征在于，所述第一加载缆和所述第二加载缆的选用强度均为所述第一导地线和所述第二导地线的1.5倍以上。