(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210751484.8 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 国网安徽省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 230000 安徽省合肥市经济开发区紫 云路299号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 张佳庆　刘睿　解晓东　谢佳　 黄伟民　过羿　尚峰举　汪书苹　 朱太云　刘辉　孙韬　叶良鹏　 (74)专利代理 机构 合肥市浩智运专利代理事务 所(普通合伙) 34124 专利代理师 张景云 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01)G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种变电站构架柱的力学性能测试装置及 方法 (57)摘要 本发明提供一种变电站构架柱的力学性能 测试装置及方法， 套具套设在变电站构架柱的顶 部， 形成左右两侧的实体面； 约束架对套具两侧 实体面进行夹持； 第一作动器固定在横向反力架 下部， 向变电站构架柱施加竖向荷载和横向荷 载； 变电站构架柱柱脚与固定底座固定； 测量系 统包括位移传感器、 温度传感器、 上位机。 本发明 涉及的试验装置制作简单， 组装方便， 可 以各组 件现场焊接， 方便运输。 通过约束架实现模拟构 架柱实际应用场景中的顶部的约束情况， 可将构 架柱的顶部空出， 供作动器加载竖向力， 完成竖 向力对构架柱的影 响测试， 同时做到荷载施加和 防止构件侧移。 套具的设计为约束架提供施力 点， 无需改变变电站构架柱自身结构， 提高测试 的真实度。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115184150 A 2022.10.14 CN 115184150 A 1.一种变电站构架柱的力学性能测试装置， 其特征在于， 包括竖向反力架(1)、 横向反 力架(2)、 约束架(3)、 套具(4)、 固定底座(5)、 测量系统； 所述横向反力架(2)固定在竖 向反 力架(1)的上部， 所述约束架(3)固定在横向反力架(2)下部， 所述套具(4)套设在变电站构 架柱(10)的顶部， 形成左右两侧的实体面； 所述约束架(3)对套 具(4)两侧实体面进行夹持； 第一作动器(6)固定在横向反力架(2)下部， 向变电站构架柱(10)施加竖向荷载； 所述变电 站构架柱(10)柱脚与所述固定底座(5)固定； 所述测量系统包括位移传感器(71)、 温度传感器(72)、 上位机； 所述位移传感器(71)固 定在所述约束架(3)上， 测量变电站构架柱(10)顶部位移， 所述温度传感器(72)为多个， 分 布在变电站构架柱(10)的不同位置， 所述位移传感器(71)、 温度传感器(72)均与上位机通 信连接。 2.根据权利要求1所述的一种变电站构架柱的力学性 能测试装置， 其特征在于， 所述约 束架(3)包括两个固定架(31)； 两个所述固定架(31)可拆卸固定在横向反力架(2)的下表 面， 两个固定架(31)的相对面固定有水平支撑杆(32)； 两根支撑杆(32)的端部分别与套具 (4)的两实体面抵接， 第一作动器固定在所述横向反力架上， 输出端朝向套 具(4)顶部， 对变 电站构架 柱(10)施加竖向力。 3.根据权利要求2所述的一种变电站构架柱的力学性 能测试装置， 其特征在于， 所述支 撑杆(32)端部固定有钢半球(3 3)， 所述钢半球(3 3)的球面与实体面抵 接。 4.根据权利要求3所述的一种变电站构架柱的力学性 能测试装置， 其特征在于， 所述支 撑杆(32)的一端设有外螺纹， 在固定架的对应位置固定有与支撑杆(32)螺纹配合的套筒 (34)。 5.根据权利要求1至3任一所述的一种变电站构架柱的力学性能测试装置， 其特征在 于， 在变电站构架 柱(10)的两根柱体的不同高度均设置有温度传感器(72)。 6.根据权利要求1至3任一所述的一种变电站构架柱的力学性能测试装置， 其特征在 于， 所述套具(4)包括倒U型槽， 所述倒U型槽扣在所述变电站构架 柱(10)顶部 。 7.根据权利要求1至3任一所述的一种变电站构架柱的力学性能测试装置， 其特征在 于， 所述固定底座(5)包括砼块和预埋在砼块内的螺栓； 两个变电站构架柱的柱脚固定有固 定板， 所述固定 板上开有螺孔， 所述变电站构架 柱通过螺孔与螺 栓配合固定 。 8.根据权利要求1至3任一所述的一种变电站构架柱的力学性能测试装置， 其特征在 于， 所述固定底座(5)采用型钢焊接而成， 开有与固定 板上螺孔 位置数量 一致的螺孔。 9.一种变电站构架柱 的力学性能测试方法， 应用于权利要求1至8任一所述的装置， 其 特征在于， 包括以下步骤： 加工试验构建， 根据试验目的， 加工制作变电站构架柱(10)的缩尺模型、 加工约束架 (3)、 套具(4)、 固定底座(5)； 将横向反力架(2)的两端与竖向反力架(1)固定， 然后将第一作动器与横 向反力架(2) 固定， 吊装固定底 座(5)至设定位置， 将变电站构架柱的柱脚与固定底 座(5)固定， 并保证变 电站构架柱与第一作动器中心一致； 将套具(4)套设在变电站构架柱顶部， 再将约束架(3) 吊装到制定位置安装固定， 最后安装移动传感器和温度传感器(72)， 并与上位机通信连接 。 10.根据权利要求9所述的一种变电站构架柱的力学性能测试方法， 其特征在于， 采用 铅锤或细绳向下 标定第一作动器与固定底座(5)的中心。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115184150 A 2一种变电站构架柱的力学性能测试装 置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及电力设施的时延技术领域， 具体来说是一种变电站构架柱的力学性能 测试装置及方法。 背景技术 [0002]电网中运行的大型电力变压器一般为油浸式电力变压器， 构成的原材料包括变压 器油， 绝缘纸、 木质垫块或压板等。 尽管变压器发生火灾的概率较低， 但一旦起火， 会损坏 变 压器及其周遭构筑物， 其中起着支承电力设备及承受导线拉力等作用的构架结构会受到火 灾影响而迅速升温。 这种构架结构以钢材居多， 靠近火源的构架柱力学性能会首先降低， 特 别是承载力会逐步下降， 所支撑的电力设备及导线会被火灾吞噬， 造成更大的经济损失。 因 此， 开展对变电站构架柱耐火性能的研究， 对避免或减轻构架结构在火灾中的破坏具有重 要意义， 其中开展科 学实验是必备的研究手段。 [0003]变电站构架柱大体为人字形构架柱， 目前的测试方式一般采用1:1的模拟测试， 该 方法耗时耗材耗力。 另一种方法是对人字形构架柱的节点进行检测， 该检测结果无法体现 人字形构架柱的整体力学性能， 参考价值不大。 如 公告号为CN  205642868  U的中国专利 一 种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置， 包括外部框架固定装置， 外部框架固定装 置内设置有试件加载装置， 试件加载装置下部设置有试件固定装置， 试件加载装置连接数 据采集系统， 本发明测试装置水平荷载采用作动器进 行加载， 可灵活调节作动器的行程， 在 加载过程中通过电脑实现高精度控制， 同时在试件底部设置底座和压梁， 可有效防止试验 过程中试件发生移动， 测试精度高。 该实用新型测试装置拆卸和组装方便、 安全和可靠， 并 且克克服了千斤顶提供水平力误差较大和人字柱节点端板受力不均匀的难题。 虽然该实用 新型能够对人字形构架柱的节点进行测试， 但无法体现构架柱的整体力学性能， 在实际场 景中， 人字形构架柱所处环境复杂， 不仅仅只有节点处受到荷载， 构架柱可能会因受到周边 火灾辐射的高温影响、 甚至处于着火区域内而降低力学性能或丧失力学性能， 所以对于人 字形构造柱的整体形成测试 是非常必要的。 [0004]但是由于人字形构造柱在实际场景中其顶部与桁架梁固定， 具有水平约束力。 所 以在测试时， 如何既要满足实际场景中人字形构造柱的受力情况， 又满足对人字形构造柱 的整体力学 形成测试的目的， 是急需解决的。 发明内容 [0005]本发明所要解决的技术问题在于提供一种模拟变电站构架柱的实际约束情 况， 对 其进行整体力学性能测试。 [0006]本发明通过以下技 术手段实现解决上述 技术问题的： [0007]一种变电站构架柱的力学性能测试装置， 包括竖向反力架(1)、 横向反力架(2)、 约 束架(3)、 套具(4)、 固定底座(5)、 测量系统； 所述横向反力架(2)固定在竖向反力架(1)的上 部， 所述约束架(3)固定在横向反力架(2)下部， 所述套具(4)套设在变电站构架柱(10)的顶说　明　书 1/5 页 3 CN 115184150 A 3