專利名稱：輸電鐵塔緊固件的防松性能評估檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種緊固件的防松性能評估檢測方法。
背景技術(shù)：
輸電線路舞動是指在自然風(fēng)載荷的激勵條件下，輸電導(dǎo)線所產(chǎn)生的一種低頻、大幅值的振動，多發(fā)生在冬季，伴隨著輸電導(dǎo)線的偏心覆冰，且一般持續(xù)時間較長。近年來隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展和規(guī)模的擴(kuò)大，輸電線路舞動條次在呈增加趨勢，發(fā)生范圍較廣，涵蓋我國東北、華北、華中、華東以及華南多個省區(qū)。舞動事故的發(fā)生除引起線路電氣絕緣擊穿引起跳閘外，還可能引起斷線、橫擔(dān)受損、倒塔等難以直接恢復(fù)的事故，給輸電線路和電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成了極大威脅。通過對近年來全國幾次大范圍的舞動事故損壞情況統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)輸電鐵塔的緊固件松動脫落為桿塔損壞的主要特征之一，幾乎在每次舞動引起的桿塔損壞現(xiàn)場均能發(fā)現(xiàn)大量 的緊固聯(lián)接組件。通過對輸電鐵塔舞動過程中的載荷變化以及桿塔抗舞能力的分析研究表明螺栓松動是造成輸電鐵塔損壞和倒塔主要原因。一般情況下在舞動較為嚴(yán)重的地區(qū)，鐵塔橫擔(dān)以上通常會使用各種形式的防松螺母來進(jìn)行防松，這些形式各異的防松形式經(jīng)濟(jì)成本不一，防松效果差異也很大。在舞動事故調(diào)查現(xiàn)場甚至還發(fā)現(xiàn)一些用于防松的扣緊螺母在經(jīng)過桿塔強(qiáng)烈的振動后，出現(xiàn)松退、脫落。目前還沒有專門用于輸電鐵塔緊固件防松性能檢測的試驗(yàn)方法，對桿塔緊固件的防松性能沒有進(jìn)行過檢測考核?，F(xiàn)有關(guān)于通用緊固件的防松性能考核，一般參考《GB10431-2002通用緊固件橫向振動試驗(yàn)方法》所描述的方法。對于不同型號的螺栓選擇不同大小的振幅、在固定振動頻率12. 5Hz的試驗(yàn)條件下進(jìn)行1500次的橫向振動，通過剩余夾緊力與初始預(yù)緊力的百分比值來判斷緊固件防松性能的好壞。GB10431所述的試驗(yàn)方法沒有考慮到緊固件聯(lián)接的使用條件及其使用過程中實(shí)際承受動態(tài)載荷的特點(diǎn)，也沒有考慮到不同強(qiáng)度等級的緊固件聯(lián)接具有機(jī)械強(qiáng)度與保證載荷也不相同等實(shí)際存在的客觀因素限制。除此之外，輸電鐵塔緊固件防松性能的檢測評估方法應(yīng)能夠在現(xiàn)有技術(shù)條件的支撐下具有可行性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種輸電桿塔緊固件的防松性能評估檢測方法，使其能夠在現(xiàn)有技術(shù)條件的支撐下具有可行性或得以實(shí)現(xiàn)，從而為輸電鐵塔的抗舞抗振設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)條件，用以指導(dǎo)、規(guī)范桿塔緊固件的生產(chǎn)制造、設(shè)計選型和現(xiàn)場施工。本發(fā)明的技術(shù)方案是
輸電鐵塔緊固件的防松性能評估檢測方法，步驟一確認(rèn)緊固件聯(lián)接形式的產(chǎn)品參數(shù)特征，產(chǎn)品參數(shù)特征即螺栓的型號及機(jī)械強(qiáng)度；
步驟二 對不同應(yīng)用場合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)，步驟三防松性能最佳的安裝工況測試，普通鍍鋅螺栓在保證載荷的O. 5^0. 7倍之間取值；
步驟四選擇評估模式，評估模式I為進(jìn)行3000次振動后的剩余夾緊力測試；評估模式2為緊固件松轉(zhuǎn)即夾緊力完全喪失時的振動次數(shù)測試；要求從被試品中選取一組不低于10個的緊固組合件進(jìn)行測試，試驗(yàn)時按照步驟三確定的最佳安裝工況進(jìn)行安裝，同時記錄安裝扭矩和初始預(yù)緊力；
步驟五緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評價指標(biāo)為殘余夾緊力或夾緊力跳躍度和振動次數(shù)或時間，殘余夾緊力對應(yīng)步驟四中的評估模式I;振動次數(shù)或時間對應(yīng)步驟四 中的評估模式2 ；
防松性能評估模式I中，記錄試件的夾緊力變化曲線，并計算得出緊固件聯(lián)接的夾緊力跳躍度；以每組試件的平均殘余夾緊力或平均振動次數(shù)作為緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評價指標(biāo)，以平均夾緊力跳躍度為防松性能穩(wěn)定性的評價指標(biāo)；
其中，夾緊力跳躍度是指振動試驗(yàn)過程中緊固件剩余夾緊力實(shí)時變化曲線上出現(xiàn)的波動，表征為一個振動周期內(nèi)的夾緊力變化差值。所述步驟二中，對不同應(yīng)用場合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)，包括抗舞、抗振、抗沖擊及其他共4種應(yīng)用場合；
第I種應(yīng)用場合用于抗舞的螺栓，振動頻率設(shè)定為5Hz，采用正弦波形，荷載為^lOkN之間；
第2種應(yīng)用場合用于抗振的螺栓，振動頻率設(shè)定為12. 5Hz，采用正弦波形，荷載為3 5kN之間；
第3種應(yīng)用場合用于抗沖擊的螺栓，振動頻率設(shè)定為不大于10Hz，采用沖擊波形，荷載為10 20kN之間；
第4種應(yīng)用場合用于其他場合的螺栓，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過程中的受振載荷特點(diǎn)而定。本發(fā)明的有益效果是
本方法可以根據(jù)桿塔緊固件聯(lián)接的應(yīng)用場合及實(shí)際安裝工況，對不同地區(qū)的桿塔、桿塔不同部位的緊固聯(lián)接件設(shè)定與實(shí)際受振載荷一致或類似的試驗(yàn)工況進(jìn)行防松性能評估試驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)桿塔緊固件的優(yōu)化選型以及提高桿塔防舞改造的有效性和適用性。


圖I是本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明試驗(yàn)方法的實(shí)施，是基于“負(fù)載可調(diào)”的電力緊固件專用橫向振動試驗(yàn)機(jī)。通過選擇液壓作動的方式和PLC控制測量技術(shù)，可以比較容易地實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)力、位置、頻率的設(shè)定、調(diào)節(jié)和實(shí)現(xiàn)，支持輸出包括正弦波、方波、三角波、斜波以及外部輸入波形在內(nèi)的各種載荷。
如圖I所示，評估方法的具體步驟
步驟一確認(rèn)緊固件聯(lián)接形式的產(chǎn)品參數(shù)特征，即螺栓的型號及機(jī)械強(qiáng)度。步驟二 對不同應(yīng)用場合的螺栓進(jìn)行分類試驗(yàn)，包括抗舞、抗振、抗沖擊及其他共4種應(yīng)用場合。第I種應(yīng)用場合用于抗舞的螺栓進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)振動載荷調(diào)整，振動頻率5Hz，正弦波形，荷載5 10kN之間(視緊固件的型號與強(qiáng)度而定)。第2種應(yīng)用場合用于抗振的螺栓進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)振動載荷調(diào)整,振動頻率12. 5Hz，正弦波形，荷載3飛kN之間(視緊固件的型號與強(qiáng)度而定)。第3種應(yīng)用場合用于抗沖擊的螺栓進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)振動載荷調(diào)整，振動頻率不大于10Hz，沖擊波形，荷載l(T20kN之間(視緊固件的型號與強(qiáng)度而定)。第4種應(yīng)用場合用于其他場合的螺栓進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)振動載荷調(diào)整，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過程中的受振載荷特點(diǎn)而定。步驟三防松性能最佳的安裝工況測試，如無特殊要求，普通鍍鋅螺栓應(yīng)在保證載 荷的O. 5、. 7倍之間取值。步驟四進(jìn)行評估模式選擇，共2種模式。評估模式I為進(jìn)行3000次振動后的剩余夾緊力測試；評估模式2為緊固件松轉(zhuǎn)(夾緊力完全喪失)的振動次數(shù)測試。要求從被試品中選取一組不低于10個的緊固組合件進(jìn)行測試，試驗(yàn)時按照之前確定的最佳安裝工況進(jìn)行安裝，同時記錄安裝扭矩和初始預(yù)緊力。步驟五緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評價指標(biāo)為殘余夾緊力或夾緊力跳躍度(對應(yīng)評估模式I)、振動次數(shù)或時間(對應(yīng)評估模式2)。防松性能評估模式I中，記錄試件的夾緊力變化曲線，并計算得出緊固件聯(lián)接的夾緊力跳躍度；以每組試件的平均殘余夾緊力(或‘平均振動次數(shù)’)作為緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評價指標(biāo)，以平均夾緊力跳躍度為防松性能穩(wěn)定性的評價指標(biāo)。夾緊力跳躍度的定義為振動試驗(yàn)過程中緊固件剩余夾緊力實(shí)時變化曲線上出現(xiàn)的波動，表征為一個振動周期內(nèi)的夾緊力變化差值。
權(quán)利要求
1.輸電鐵塔緊固件的防松性能評估檢測方法，其特征在于步驟一確認(rèn)緊固件聯(lián)接形式的產(chǎn)品參數(shù)特征，產(chǎn)品參數(shù)特征即螺栓的型號及機(jī)械強(qiáng)度； 步驟二 對不同應(yīng)用場合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)， 步驟三防松性能最佳的安裝工況測試，普通鍍鋅螺栓在保證載荷的O. 5^0. 7倍之間取值； 步驟四選擇評估模式，評估模式I為進(jìn)行3000次振動后的剩余夾緊力測試；評估模式2為緊固件松轉(zhuǎn)即夾緊力完全喪失時的振動次數(shù)測試；要求從被試品中選取一組不低于10個的緊固組合件進(jìn)行測試，試驗(yàn)時按照步驟三確定的最佳安裝工況進(jìn)行安裝，同時記錄安裝扭矩和初始預(yù)緊力； 步驟五緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評價指標(biāo)為殘余夾緊力或夾緊力跳躍度和振動次數(shù)或時間，殘余夾緊力對應(yīng)步驟四中的評估模式I;振動次數(shù)或時間對應(yīng)步驟四中的評估模式2 ； 防松性能評估模式I中，記錄試件的夾緊力變化曲線，并計算得出緊固件聯(lián)接的夾緊力跳躍度；以每組試件的平均殘余夾緊力或平均振動次數(shù)作為緊固件聯(lián)接形式的主要防松性能評價指標(biāo)，以平均夾緊力跳躍度為防松性能穩(wěn)定性的評價指標(biāo)； 其中，夾緊力跳躍度是指振動試驗(yàn)過程中緊固件剩余夾緊力實(shí)時變化曲線上出現(xiàn)的波動，表征為一個振動周期內(nèi)的夾緊力變化差值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電鐵塔緊固件的防松性能評估檢測方法，其特征在于所述步驟二中，對不同應(yīng)用場合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)，包括抗舞、抗振、抗沖擊及其他共4種應(yīng)用場合； 第I種應(yīng)用場合用于抗舞的螺栓，振動頻率設(shè)定為5Hz，采用正弦波形，荷載為^lOkN之間； 第2種應(yīng)用場合用于抗振的螺栓，振動頻率設(shè)定為12. 5Hz，采用正弦波形，荷載為3 5kN之間； 第3種應(yīng)用場合用于抗沖擊的螺栓，振動頻率設(shè)定為不大于10Hz，采用沖擊波形，荷載為10 20kN之間； 第4種應(yīng)用場合用于其他場合的螺栓，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過程中的受振載荷特點(diǎn)而定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輸電鐵塔緊固件的防松性能評估檢測方法，步驟一確認(rèn)緊固件聯(lián)接形式的產(chǎn)品參數(shù)特征，產(chǎn)品參數(shù)特征即螺栓的型號及機(jī)械強(qiáng)度；步驟二對不同應(yīng)用場合的螺栓進(jìn)行防松性能試驗(yàn)，步驟三防松性能最佳的安裝工況測試，普通鍍鋅螺栓在保證載荷的0.5~0.7倍之間取值；本方法可以根據(jù)桿塔緊固件聯(lián)接的應(yīng)用場合及實(shí)際安裝工況，對不同地區(qū)的桿塔、桿塔不同部位的緊固聯(lián)接件設(shè)定與實(shí)際受振載荷一致或類似的試驗(yàn)工況進(jìn)行防松性能評估試驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)桿塔緊固件的優(yōu)化選型以及提高桿塔防舞改造的有效性和適用性。
文檔編號G01M7/02GK102879161SQ201210372928
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者楊曉輝, 任歡, 閻東, 寇曉適, 盧明, 龐鍇, 楊威, 張博, 魏建林, 田戰(zhàn)勝, 鄭豫生 申請人:河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司