[发明专利]应用于变电站跨线的可变荷载模拟试验装置及方法

说明书

应用于变电站跨线的可变荷载模拟试验装置及方法,用于风荷载或覆冰载荷工程环境下，针对变电站跨线进行力学性能测试的装置。所述试验装置由导线支架系统、滑轮支架系统和测量系统构成,导线支架系统安装有滑轮支架系统；滑轮支架系统安装有测量系统。针对所设计的测试装置提出相应等效加载的计算方法,将有助于获得变电站跨线的力学特征和变形规律；保证变电站内线路能够在风、雪等恶劣环境下稳定的运行。

技术领域

本发明设计电力技术领域，特别涉及一种模拟风荷载或覆冰载荷作用下变电站跨线力学响应的试验装置。

背景技术

在变电站工程中，构架间跨线是连通站内各设备的重要线路，因此，线路的设计与安装是变电站工程建设中的关键部分，在线路设计过程中，所有跨线的选用与安装分别都经过严格的强度计算与科学化布设。但在变电站实际运行过程中，大风载荷或覆冰载荷往往会改变跨线的受力特征，经常导致跨线出现跨中弧垂增大、侧向大幅度摆动、连接具损伤断裂等现象。

发明内容

为了保证变电站内线路能够在风、雪等恶劣环境下稳定的运行，本发明提供应用于变电站跨线的可变荷载模拟试验装置及方法。

考虑在实际工程中，变电站跨线所受到的风载荷或覆冰载荷并不是集中载荷，而是分布载荷。

一种应用于变电站跨线的可变荷载模拟试验装置，模拟试验装置用于风载荷或覆冰载荷作用下，变电站跨线的内力、变形、导线弧垂增量与摆角位移力学特性的测试,其特征在于：所述模拟试验装置由导线支架系统、滑轮支架系统和测量系统构成；导线支架系统安装有滑轮支架系统；滑轮支架系统安装有测量系统；所述导线支架系统由一对刚性支架柱、地锚滑轨(3)、转接板组件、膨胀式地锚螺栓、卡位螺栓组成；地锚滑轨(3)两端分别开有安装孔(1)，通过膨胀式地锚螺栓将地锚滑轨(3)安装于平整的混凝土地面；转接板组件与刚性支架柱连接；所述的滑轮支架系统，由N个刚性支架柱、定滑轮组件、地锚滑轨、卡位螺栓、钢丝拉索、牵引线夹、牵引线夹紧固螺丝及螺母、拉索线夹、拉索线夹紧固螺丝及螺母、空心圆柱体砝码组成；所述的测量系统，由激光测距仪、激光位移传感器、电阻应变计、静态电阻应变计、风速风向自动采集系统组成。

所述刚性支架柱成对使用；柱体为大截面方钢管，方钢管单面开有竖向定位滑槽(7)；刚性支架柱底座(9)为矩形钢板，钢板上对称开有两个卡位孔(8)；刚性支架柱在地锚滑轨上的相对位置通过滑动进行调整，并通过刚性支架柱底座卡位孔与卡位螺栓进行位置固定。

所述转接板组件由转接板(12)、转接板(12)为T形截面，转接板的翼板分别开有两个安装孔(10)，便于通过螺栓将转接板(12)安装于刚性支架柱的竖向滑槽(7)中；转接板的腹板边缘位置开有挂钩滑槽(11)，挂钩通过挂钩螺栓与预留孔(14)安装于挂钩滑槽(11)处；挂钩(15)用于和变电站内标准跨线端部所自带的拉环的连接。

所述滑轮支架系统的地锚滑轨与跨线支架系统的地锚滑轨相平行，二者间距为2m，在平整混凝土地面相应位置打孔，在孔中塞入膨胀式地锚螺栓并拧紧；滑轮支架柱数量与试验所需加载点数量一致。

所述定滑轮组件由定滑轮、轮轴杆、滑轮定位垫板构成，通过螺栓将滑轮定位垫板与刚性支架柱预留的竖向定位滑槽连接；滑轮位置通过竖向定位滑槽进行调整；牵引线夹预留有紧固螺栓孔与牵引孔(22)，紧固螺栓孔用于牵引线夹对导线实现夹紧，牵引孔用来连接钢丝拉索；钢丝拉索的截面直径为3cm，空心圆柱体砝码(25)的形状为空心圆柱体结构，内径为3.5cm。

通过牵引线夹螺丝及螺母将牵引线夹固定于导线指定位置，将钢丝拉索(26)一侧末端穿过牵引线夹的牵引孔后，将钢丝拉索末端弯曲并用拉索线夹固定成环状，实现对导线的水平牵引；钢丝拉索通过定滑轮后，拉索轴线转为竖直方向；将钢丝拉索的另一侧穿过制定重量的砝码后，将钢丝拉索末端弯曲并用拉索线夹固定成环状，可有效托起其上砝码。

一种应用于变电站跨线的可变荷载模拟试验方法的步骤为：