（西安高压电器研究院有限责任公司 西安 710077）
摘要：额定电压等级252kV及其以下的断路器、隔离开关和接地开关大量制造并广泛运行，相关国家标准规定以上类型产品应通过载流端子进行静态机械负荷试验。为解决该试验面临的试验布置周期长，特殊产品需布置临时试验构架，试验过程中不安全因素多等问题，笔者设计、制作了一种可进行端子静态机械负荷试验的工装，实际应用达到了试验方法符合标准规定、操作便捷的目的，提高了试验效率。
关键词：静态机械负荷试验；工装；252kV及其以下。
A Terminal Static Mechanical Load Test Equipment
ZHAO Bo, CHEN Yong, LIU Zhi-qiang, LU Yao, ZHANG Min
（Xi 'an High Voltage Apparatus Research Institute Co., Ltd, Xi 'an 710077, China)
Abstract: Circuit breaker, disconnecting switch and earth switch of rated voltage 252 kV and below are manufactured more and more and operated widely, according to relevant national standards the products should to be tested by applying mechanical load to the current carrying terminals for the static mechanical load test items. With long test duration, some special products need to decorate a temporary test structure, and unsafe factors exist. The authors designed and produced a terminal static mechanical load test equipment whose test method is conformed to the standards, it has the advantages of operating conveniently and test efficiency improved.
Keywords: Static mechanical load test; equipment; 252 kV and below.
引言
随着科技的不断进步，额定电压等级252kV及其以下交流断路器、隔离开关和接地开关被越来越多的制造出来并运行在电网系统中，国家标准GB 1984-2003的6.101.6、GB/T 4109-2008的8.9、GB 20840.1-2010的6.7、GB/T 4703-2007的7.6和GB 1985-2004的6.102.4都要求对以上类型的一次载流端子进行静态机械负荷试验，从而达到对整体产品的相应机械负荷的试验考核。
通常不同等级的产品采用临时搭建试验构架进行试验。这一方法存在以下问题：①构架布置周期长，试验效率低；②砝码在施加过程中不方便，费时费力；③试验过程中不安全因素较多。为了解决以上问题，提出了载流端子机械负荷试验工装的设计要求。
1 功能要求
通过对相关国家标准要求的研读，提出本装置的功能要求：可对端子分别施加水平横向、纵向和垂直方向负荷；装置的尺寸涵盖额定电压252kV及其以下交流断路器、隔离开关和接地开关的尺寸；施力位置上下、左右可无级调节；加载负荷范围：(0～10)kN；施加的力值可在长期和短期规定时间内保持恒定；机械负荷的测量可满足相关计量法规的要求。
按照上述要求，笔者对装置整体布局进行了设计，计算了各部位的应力，确定了本装置使用的主要材料类型及其尺寸。按照计算数据设计了配套的载荷地轨，并提前在试验场地预装。
2 功能实现描述
下面结合图1、图2和图3，对本工装进行说明。
图中：1、顶部横梁；2、手拉葫芦；3、工装主体；4、靠梯；5、挂钩；6、滑动受力杆；7、配重砝码放置区；8、角钢；9、滚轮；10、第一固定受力杆；11、第二固定受力杆；12、滑轮；13、滚轮组；14、吊耳。
1）工装与试品之间位置的调节。如图1、图2所示，工装主体(3)采用方形钢材焊接而成，底部由三角形角钢(8)作为支撑，并在其下端安装滚轮(9)可使其在导轨上水平移动，从而调节与试品的距离，到达合适位置后通过地脚螺栓使其固定在地轨上。
2）恒定负荷的施加。工装主体(3)后部设置配重砝码放置区(7)，配有各种重量砝码，用于实现施加于端子所需的静态机械负荷力。砝码通过钢丝绳连接到被测试品的接线端子上，工装主体(3)背后为固定式靠梯(4)，可方便将拉力绳索挂在受力杆上同时便于维修和保养，顶部配有第一固定受力杆(10)和第二固定受力杆(11)，设计高度可满足额定电压252kV的高压电器端子拉力试验。
3）施力位置的无级调节。可上下调节的滑动受力杆(6)具体结构见图3所示，滑动受力杆(6)的一侧通过两边共8个滚轮构成的滚轮组(13)与工装主体(3)两侧的滑轨相连接，有效长度1.6m，高度13cm，涵盖了额定电压等级在252kV以下产品的高度和宽度。滑动受力杆(6)的另外一侧通过吊耳(14)与10kN手拉葫芦(2)连接。手拉葫芦(2)的另一端与工装主体(3)的顶部横梁(1)相连接，通过手拉倒链可调节滑动受力杆(6)高度，从而实现施力高度的无级调节。受力杆上装有三个可水平移动的定滑轮(12)，左右调节定滑轮的位置可实现水平方向施力位置的无极调节，同时也满足单相试品、两极试品和三相试品的端子负荷试验。通过施力位置高度和水平位置的无级调节实现了全面积的施力位置无级调节。
4）测力计的安装位置。测力计处于定滑轮(12)之前，测力计两端分别通过钢丝绳与被测试品接线端子和砝码相连接，通过观察测力计上的数字从而达到所需施加力值要求，满足了直接测量施加的机械负荷的目的。
3 试验方法概要
额定电压等级252kV及其以下高压电器端子静态机械负荷试验按以下两个步骤进行：
1.导轨上固定好被测试品和工装；
2.将绳索一端与试品端子相连接，对于额定电压等级小于252kV高压电器的负荷端子拉力试验将绳索放到滑动受力杆(6)的滑轮上，然后再与砝码相连接，手拉倒链调节滑动受力杆(6)与试品端子保持在同一水平高度，从而实现额定电压等级在252kV以下产品的水平方向的端子负荷试验，对于垂直方向上的端子负荷试验可通过第一固定受力杆(10)或者第二固定受力杆(11) 上面的滑轮将钢丝绳与砝码和试品端子相连接，通过观察测力计上的数字从而达到所需施加力值的要求后，保持一段时间，记录试验数据和形态，完成额定电压等级小于252kV高压电器端子静态机械负荷试验；对于额定电压等级为252kV高压电器的负荷端子拉力试验，将绳索一端与试品端子相连接，接着将绳索放到顶部的第一固定式受力杆(11)的滑轮上，再绕过第二固定式受力杆(10)的滑轮后，与砝码相连接，达到试验所要求的力值后，保持一段时间，记录试验数据和形态，完成额定电压等级为252kV高压电器端子静态机械负荷试验。
4 工装特点
本工装具有以下特点：
1.可在额定电压等级252kV及其以下的交流断路器、隔离开关和接地开关端子的水平和垂直方向上施加负荷，应用范围广泛。
2.可在导轨上前后移动，从而调节与被测试品的距离，到达合适位置后通过地脚螺栓使其固定在导轨上，操作灵活简便，省时省力。
3.装经济性和安全性高，不需要再临时搭建试验构架，完全利用现有的试验场地进行试验，减少了安全隐患。
4.可用于单相试品、两极试品和三相试品的高压电器端子静态机械负荷试验。
5 使用效果
本工装在端子静态机械负荷试验项目使用后，试验效率得到了大幅提高，同时保障了安全性，测力计处于定滑轮之前，达到了直接测量施加机械负荷的目的。
6 结语
该工装的研制成功，解决了额定电压等级252kV及其以下的交流断路器、隔离开关和接地开关的载流端子静态机械负荷试验中存在的试验布置周期长和安全隐患，达到了计量仪器直接测量施加负荷的目的，为以后类似的试验装置研制奠定了基础。
参考文献：
[1] GB 1984-2003【S】.北京：国家质量监督检验检疫总局，2003.
[2] GB/T4109-2008【S】.北京：国家质量监督检验检疫总局，2008.
[3] GB 20840.1-2010【S】.北京：国家质量监督检验检疫总局，2010.
[4] GB 1985-2004【S】.北京：国家质量监督检验检疫总局，2004.
[5] GB/T4703-2007【S】.北京：国家质量监督检验检疫总局，2007.
作者简介：赵 博（1984—），男，工程师，硕士，主要研究各类型高压电器的试验方法等
（来源于基金项目：国家能源应用技术研究及工程示范项目资助）
论文作者:赵博,陈勇,刘志强,陆瑶,张敏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/26
标签：端子论文; 负荷论文; 工装论文; 受力论文; 电压论文; 机械论文; 静态论文; 《电力设备》2017年第3期论文;