專利名稱：輸電鐵塔緊固件的防松性能評估檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種緊固件的防松性能評估檢測方法。
背景技術：
輸電線路舞動是指在自然風載荷的激勵條件下，輸電導線所產生的一種低頻、大幅值的振動，多發生在冬季，伴隨著輸電導線的偏心覆冰，且一般持續時間較長。近年來隨著電網的不斷發展和規模的擴大，輸電線路舞動條次在呈增加趨勢，發生范圍較廣，涵蓋我國東北、華北、華中、華東以及華南多個省區。舞動事故的發生除引起線路電氣絕緣擊穿引起跳閘外，還可能引起斷線、橫擔受損、倒塔等難以直接恢復的事故，給輸電線路和電網的安全運行造成了極大威脅。通過對近年來全國幾次大范圍的舞動事故損壞情況統計，發現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場均能發現大量 的緊固聯接組件。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重的地區，鐵塔橫擔以上通常會使用各種形式的防松螺母來進行防松，這些形式各異的防松形式經濟成本不一，防松效果差異也很大。在舞動事故調查現場甚至還發現一些用于防松的扣緊螺母在經過桿塔強烈的振動后，出現松退、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方法，對桿塔緊固件的防松性能沒有進行過檢測考核。現有關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的試驗條件下進行1500次的橫向振動，通過剩余夾緊力與初始預緊力的百分比值來判斷緊固件防松性能的好壞。GB10431所述的試驗方法沒有考慮到緊固件聯接的使用條件及其使用過程中實際承受動態載荷的特點，也沒有考慮到不同強度等級的緊固件聯接具有機械強度與保證載荷也不相同等實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能夠在現有技術條件的支撐下具有可行性。
發明內容
本發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，使其能夠在現有技術條件的支撐下具有可行性或得以實現，從而為輸電鐵塔的抗舞抗振設計提供基礎數據和技術條件，用以指導、規范桿塔緊固件的生產制造、設計選型和現場施工。本發明的技術方案是
輸電鐵塔緊固件的防松性能評估檢測方法，步驟一確認緊固件聯接形式的產品參數特征，產品參數特征即螺栓的型號及機械強度；
步驟二 對不同應用場合的螺栓進行防松性能試驗，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為緊固件松轉即夾緊力完全喪失時的振動次數測試；要求從被試品中選取一組不低于10個的緊固組合件進行測試，試驗時按照步驟三確定的最佳安裝工況進行安裝，同時記錄安裝扭矩和初始預緊力；
步驟五緊固件聯接形式的主要防松性能評價指標為殘余夾緊力或夾緊力跳躍度和振動次數或時間，殘余夾緊力對應步驟四中的評估模式I;振動次數或時間對應步驟四 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作為緊固件聯接形式的主要防松性能評價指標，以平均夾緊力跳躍度為防松性能穩定性的評價指標；
其中，夾緊力跳躍度是指振動試驗過程中緊固件剩余夾緊力實時變化曲線上出現的波動，表征為一個振動周期內的夾緊力變化差值。所述步驟二中，對不同應用場合的螺栓進行防松性能試驗，包括抗舞、抗振、抗沖擊及其他共4種應用場合；
第I種應用場合用于抗舞的螺栓，振動頻率設定為5Hz，采用正弦波形，荷載為^lOkN之間；
第2種應用場合用于抗振的螺栓，振動頻率設定為12. 5Hz，采用正弦波形，荷載為3 5kN之間；
第3種應用場合用于抗沖擊的螺栓，振動頻率設定為不大于10Hz，采用沖擊波形，荷載為10 20kN之間；
第4種應用場合用于其他場合的螺栓，根據實際應用過程中的受振載荷特點而定。本發明的有益效果是
本方法可以根據桿塔緊固件聯接的應用場合及實際安裝工況，對不同地區的桿塔、桿塔不同部位的緊固聯接件設定與實際受振載荷一致或類似的試驗工況進行防松性能評估試驗，從而實現桿塔緊固件的優化選型以及提高桿塔防舞改造的有效性和適用性。
圖I是本發明的流程圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發明試驗方法的實施，是基于“負載可調”的電力緊固件專用橫向振動試驗機。通過選擇液壓作動的方式和PLC控制測量技術，可以比較容易地實現試驗力、位置、頻率的設定、調節和實現，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的各種載荷。
如圖I所示，評估方法的具體步驟
步驟一確認緊固件聯接形式的產品參數特征，即螺栓的型號及機械強度。步驟二 對不同應用場合的螺栓進行分類試驗，包括抗舞、抗振、抗沖擊及其他共4種應用場合。第I種應用場合用于抗舞的螺栓進行試驗機振動載荷調整，振動頻率5Hz，正弦波形，荷載5 10kN之間(視緊固件的型號與強度而定)。第2種應用場合用于抗振的螺栓進行試驗機振動載荷調整,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度而定)。第3種應用場合用于抗沖擊的螺栓進行試驗機振動載荷調整，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度而定)。第4種應用場合用于其他場合的螺栓進行試驗機振動載荷調整，根據實際應用過程中的受振載荷特點而定。步驟三防松性能最佳的安裝工況測試，如無特殊要求，普通鍍鋅螺栓應在保證載 荷的O. 5、. 7倍之間取值。步驟四進行評估模式選擇，共2種模式。評估模式I為進行3000次振動后的剩余夾緊力測試；評估模式2為緊固件松轉(夾緊力完全喪失)的振動次數測試。要求從被試品中選取一組不低于10個的緊固組合件進行測試，試驗時按照之前確定的最佳安裝工況進行安裝，同時記錄安裝扭矩和初始預緊力。步驟五緊固件聯接形式的主要防松性能評價指標為殘余夾緊力或夾緊力跳躍度(對應評估模式I)、振動次數或時間(對應評估模式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’)作為緊固件聯接形式的主要防松性能評價指標，以平均夾緊力跳躍度為防松性能穩定性的評價指標。夾緊力跳躍度的定義為振動試驗過程中緊固件剩余夾緊力實時變化曲線上出現的波動，表征為一個振動周期內的夾緊力變化差值。
權利要求
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緊固件聯接形式的產品參數特征，產品參數特征即螺栓的型號及機械強度； 步驟二 對不同應用場合的螺栓進行防松性能試驗， 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為緊固件松轉即夾緊力完全喪失時的振動次數測試；要求從被試品中選取一組不低于10個的緊固組合件進行測試，試驗時按照步驟三確定的最佳安裝工況進行安裝，同時記錄安裝扭矩和初始預緊力； 步驟五緊固件聯接形式的主要防松性能評價指標為殘余夾緊力或夾緊力跳躍度和振動次數或時間，殘余夾緊力對應步驟四中的評估模式I;振動次數或時間對應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作為緊固件聯接形式的主要防松性能評價指標，以平均夾緊力跳躍度為防松性能穩定性的評價指標； 其中，夾緊力跳躍度是指振動試驗過程中緊固件剩余夾緊力實時變化曲線上出現的波動，表征為一個振動周期內的夾緊力變化差值。
2.根據權利要求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，對不同應用場合的螺栓進行防松性能試驗，包括抗舞、抗振、抗沖擊及其他共4種應用場合； 第I種應用場合用于抗舞的螺栓，振動頻率設定為5Hz，采用正弦波形，荷載為^lOkN之間； 第2種應用場合用于抗振的螺栓，振動頻率設定為12. 5Hz，采用正弦波形，荷載為3 5kN之間； 第3種應用場合用于抗沖擊的螺栓，振動頻率設定為不大于10Hz，采用沖擊波形，荷載為10 20kN之間； 第4種應用場合用于其他場合的螺栓，根據實際應用過程中的受振載荷特點而定。
全文摘要
本發明公開了一種輸電鐵塔緊固件的防松性能評估檢測方法，步驟一確認緊固件聯接形式的產品參數特征，產品參數特征即螺栓的型號及機械強度；步驟二對不同應用場合的螺栓進行防松性能試驗，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；本方法可以根據桿塔緊固件聯接的應用場合及實際安裝工況，對不同地區的桿塔、桿塔不同部位的緊固聯接件設定與實際受振載荷一致或類似的試驗工況進行防松性能評估試驗，從而實現桿塔緊固件的優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 優先權日2012年9月29日
發明者楊曉輝, 任歡, 閻東, 寇曉適, 盧明, 龐鍇, 楊威, 張博, 魏建林, 田戰勝, 鄭豫生 申請人:河南省電力公司電力科學研究院, 國家電網公司