(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 20221075145 5.1 (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　柯艳国　张晓东　 黄伟民　谢佳　朱太云　刘辉　 黄玉彪　苏文　程宜风　章彬彬　 (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 3/18(2006.01)G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 模拟火灾下变电站构架柱力学性能测试装 置及方法 (57)摘要 本发明提供模拟火灾下变电站构架柱力学 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； 测量系统包括位移传感 器、 温度传感器、 上位机。 火灾实验炉包括炉腔， 固定底座位于炉腔内， 变电站构架柱顶部穿过炉 腔顶部位于炉腔外。 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， 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。 将变电站构 架柱的柱体置于实验炉中， 可真实模拟火灾时构 造柱下半部分的受热情况。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115184178 A 2022.10.14 CN 115184178 A 1.一种模拟火灾下变电站构架柱力学性能测试装置， 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、 火灾实验炉(8)； 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； 所述火灾实验炉(8)包括炉腔， 所述固定底座(5)位于炉腔内， 所述变电站构架柱(10) 顶部穿过炉腔顶部位于炉腔外 。 2.根据权利要求1所述的一种模拟火灾下变电站构架柱力学性能测试装置， 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所述的一种模拟火灾下变电站构架柱力学性能测试装置， 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所述的一种模拟火灾下变电站构架柱力学性能测试装置， 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4任一所述的一种 模拟火灾下变电站构架柱力学性 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 。 6.根据权利要求1至4任一所述的模拟火灾下变电站构架柱力学性 能测试装置， 其特征 在于， 所述炉腔顶部为炉盖(83)， 所述炉盖(8 3)分为左盖和右盖， 所述左盖和右盖 之间形成 供变电站构架 柱(10)穿出的缝隙， 所述缝隙采用防火棉密封 。 7.根据权利要求6所述的模拟火灾下变电站构架柱力学性 能测试装置， 其特征在于， 所 述火灾实验炉(8)包括燃烧炉(81)和加高层(82)； 所述燃烧炉(81)的顶部为敞口， 所述加高 层(82)为沿燃烧炉(81)炉壁向上采用防火砖垒砌到设定高度； 所述炉盖(83)封堵加高层 (82)顶部； 所述燃烧炉(81)的侧壁上开有 多个喷火嘴和烟道； 所述喷火嘴与燃烧器连接 。 8.根据权利要求1至4任一所述的一种 模拟火灾下变电站构架柱力学性 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 。 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)、 火灾实验炉8； 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)权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115184178 A 2固定， 吊装固定底座(5)至火灾实验炉8内， 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， 然后关闭左滑门和右滑门， 将门缝处用防火棉塞紧密封， 火灾实验炉8的喷火嘴与我 部火焰供应装置连通， 安装调试 结束后即可点火开始测试。 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 2/2 页 3 CN 115184178 A 3