一种地线悬垂金具串极限受力真型试验系统及方法与流程

本发明属于电网设计控制，具体涉及一种地线悬垂金具串极限受力真型试验系统及方法。

背景技术：

1、线路金具主要用于支撑和连接输电线路其它元件并保护导线运行，它的损坏和失效将导致线路的破坏和断电，因此线路金具的性能与线路的安全稳定运行直接相关。

2、在工程建设与运行中经常会出现地线悬垂金具损坏、地线脱出等故障，当线路途径重冰区时，覆冰过载和脱冰跳跃严重威胁金具的安全运行。由于现行标准规定金具的试验针对单个金具进行，地线悬垂金具在设计工作时主要集中在电气性能和普通工况下的机械性能，兼顾考虑一定的覆冰荷载，对于特殊环境条件下的地线悬垂金具设计理论关注相对较少，试验方法也不能真实反映现场受力情况，无法全面考核地线成串组装后在实际复杂运行环境下的力学性能，因此在极端或特殊运行工况下不利于地线悬垂金具的安全稳定运行，现有的试验能力也无法有效支撑特高压金具设计选型和产品质量检测。因此，建设金具串真型试验能力，开展包括导线、悬垂金具和耐张线夹在内的金具串真型试验，是支撑特高压工程建设的迫切需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有的试验能力无法有效支撑特高压金具设计选型和产品质量检测的不足，提供一种地线悬垂金具串极限受力真型试验系统及方法，能够适用于不同电压等级、不同截面地线的架空输电线路地线悬垂金具串极限受力仿真模型。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种地线悬垂金具串极限受力真型试验系统，包括：

4、提升装置，提升装置设置在金具串上，用于将金具串提起；

5、横向加载装置，横向加载装置为两个，分别通过对应的横向加载绞线连接金具串的两端，金具串两侧的横向加载绞线上分别设置有第一侧滑轮和第二侧滑轮，第一侧滑轮与第二侧滑轮的间距为所需跨度。

6、本发明进一步的改进在于，提升装置的顶部连接可伸缩加载装置。

7、本发明进一步的改进在于，提升装置包括两个线夹，线夹固定在金具串的两端，线夹顶部铰接有挂板，两个挂板的顶部共同铰接有三角联板，三角联板与可伸缩加载装置铰接。

8、本发明进一步的改进在于，第一侧滑轮和第二侧滑轮能够在对应的横向加载绞线上移动。

9、第二方面，本发明提供一种地线悬垂金具串极限受力真型试验方法，包括以下步骤：

10、根据所需跨度，在金具串的两侧预设支撑端；

11、通过金具串的两侧的支撑端，向金具串的两端施加所需横向张力；

12、向金具串的顶部施加所需顶部拉力，使金具串提起到预设高度；

13、横向张力与顶部拉力共同作用，使金具串处于平衡状态；

14、获取横向张力数据、顶部拉力数据以及金具串的状态数据。

15、本发明进一步的改进在于，在金具串的两侧设置有第一侧滑轮和第二侧滑轮，第一侧滑轮和第二侧滑轮分别设置在两个预设的支撑端上。

16、本发明进一步的改进在于，金具串的两端分别固定在两个横向加载绞线上，横向加载绞线与对应的横向加载装置连接，金具串通过横向加载装置施加所需横向张力。

17、本发明进一步的改进在于，金具串的顶部通过提升装置施加所需顶部拉力。

18、本发明进一步的改进在于，金具串相对于两个横向加载装置处于平衡状态时，第一侧滑轮到金具串的距离为la，第二侧滑轮到金具串的横向加载绞线的距离为lb，计算方法如下：

19、

20、

21、l2＝l-l1

22、其中，l为第一侧滑轮与第二侧滑轮的间距，l1为金具串上两个线夹的距离，α为第二侧滑轮到金具串的横向加载绞线与水平的夹角，β为第二侧滑轮到金具串的横向加载绞线与水平的夹角。

23、本发明进一步的改进在于，金具串相对于两个横向加载装置处于平衡状态时，两个横向加载装置间的水平线到金具串的高度为h，计算方法如下：

24、h＝la×sinα

25、其中，la为第一侧滑轮到金具串的距离，α为第二侧滑轮到金具串的横向加载绞线与水平的夹角。

26、本发明进一步的改进在于，横向张力数据、顶部拉力数据以及金具串的状态数据包括第一侧滑轮侧的拉力、第二侧滑轮侧的拉力、提升装置侧的拉力、金具串到第一侧滑轮的横向加载绞线与水平的夹角、金具串到第二侧滑轮的横向加载绞线与水平的夹角、提升装置侧的拉力反向与垂面的夹角、三角联板的底面与水平面的夹角以及两个挂板与垂面的夹角中的至少一种。

27、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

28、本发明的试验系统通过设置在金具串上的提升装置，能够将金具串提起，从而模拟实际运行中的悬垂状态。横向加载装置设置在金具串的两侧，能够通过横向加载绞线将力施加到金具串的两端，从而更好地模拟实际受力情况。由于两个横向加载装置分别通过对应的横向加载绞线连接金具串的两端，可以确保加载力均匀分布在金具串的两侧，避免单侧受力不均导致的试验误差。本发明第一侧滑轮和第二侧滑轮的设置，能够根据不同试验工况调整试验所需跨度，增加了试验的灵活性和适应性。通过上述结构，可以更准确地模拟实际运行条件下金具串所受的各种力，确保试验结果更具代表性和可靠性，有助于评估金具串的极限受力性能。由于装置设计考虑了力的均匀分布和可调节性，可以有效减少试验过程中因受力不均或过载引发的安全隐患，提高了试验操作的安全性。综上所述，本发明的试验系统通过精确模拟实际受力情况、均匀分布受力、可调节加载方式等设计，能够显著提高地线悬垂金具串极限受力真型试验的精度和可靠性，确保试验结果对实际应用具有指导意义。

29、进一步的，本发明的试验装置通过三角联板铰接可伸缩加载装置与金具串的两端，三角联板铰接结构使得加载装置能够在多个方向上进行调节，适应不同的受力角度需求。这种灵活性有助于更精确地模拟实际运行条件下的受力状态。

30、本发明的试验方法通过金具串的两侧的支撑端，向金具串的两端施加所需横向张力，可以精确控制金具串在试验过程中的受力状态。这种控制有助于准确模拟实际运行条件下的受力情况。通过向金具串的顶部施加所需顶部拉力，使金具串提起到预设高度，能够模拟悬垂状态下的受力工况。金具串的两端施加的横向张力，使得试验条件与实际运行情况相符，增加了试验的真实性和可靠性。通过横向张力与顶部拉力共同作用，使金具串处于平衡状态。本发明的方法能够确保金具串在试验过程中受力均匀，减少因受力不均导致的误差，提升试验数据的准确性。记录金具串的状态数据以及横向张力数据和顶部拉力数据，能够全面监控试验过程中的受力变化。精确的数据记录有助于分析金具串的受力特性和极限受力情况，提高试验结果的精度。通过根据所需跨度，在金具串的两侧预设支撑端，可以灵活调整加载角度和力度，适应不同的试验需求。这种灵活性有助于进行多种工况下的极限受力试验，拓宽了试验的应用范围。终上所述，本发明能够精确控制和模拟地线悬垂金具串的实际受力状态，确保试验结果的精确性和可靠性，提升试验的安全性，并且具备灵活调节和高效执行的优点。这些有益效果对于评估地线悬垂金具串的极限受力性能和确保其在实际应用中的安全性具有重要意义。