절연자 스트레칭 시험기의 핵심 작업 원리는 축방향 스트레칭 하중을 정확하게 가하여 송전선로에서의 절연자의 실제 수력 상태를 시뮬레이션하고, 그 수력에서 파괴에 이르는 전 과정의 역학적 성능을 측정함으로써 절연자의 인장 강도와 구조적 신뢰성을 평가하는 것이다.그 작업흐름은 클립 위치, 하중 시전, 데이터 수집, 결과 판정 등 네 가지 핵심 단계로 나눌 수 있는데, 구체적으로 다음과 같다.

1. 클립 위치: 힘을 받는 동축의 정확성을 확보한다

절연자의 클립은 시험정밀도를 보장하는 기초로서 축선을 엄격히 조준하여 편심이 힘을 받지 않도록 해야 한다.

절연자 유형 (도자기, 유리, 복합) 과 금구 구조에 따라 전용 집게를 선택한다: 도자기/유리 절연자는 고리에 적합한 경질 합금 집게를 사용하고, 복합 절연자는 유연성 보호대를 가진 집게를 사용하여 실리콘 고무 보호대를 손상시키는 것을 방지한다.

절연자 상단 금구를 위 집게, 하단 금구를 아래 집게에 고정하고, 집게의 위치 조정 가능한 장치를 통해 절연자 축선이 설비 적재 방향과 일치하도록 보장하며, 동축도 오차가 0.002mm보다 작다.

클램프를 조일 때 강도가 적당하고, 너무 조이면 금구를 손상시킬 수 있으며, 너무 느슨하면 테스트 중에 미끄러질 수 있으므로 절연자의 정격 하중에 따라 클램프의 지탱력을 조정하여 클램프가 견고하고 시료를 손상시키지 않도록 확보해야 한다.

2. 하중 가하: 실제 수력 작업 상황 시뮬레이션

테스트 목적 (정격 하중 검증 / 파괴 강도 테스트) 에 따라 제어 시스템에서 다양한 로드 모드를 설정하여 밀어내기 하중을 정확하게 적용합니다.

정격 스트레칭 하중 테스트: 하중 제어 모드를 사용하여 GB/T 1001.1, IEC 60383 등의 표준에 따라 고정 속도로 절연자의 정격 스트레칭 하중 (예: 100kN, 500kN) 에 로드한 후 이 하중을 1-5분 동안 유지하여 절연자가 장기간 도선 당김을 견디는 작업 상황을 시뮬레이션하고 절연자의 변형 여부, 금구 느슨함, 보호대 갈라짐 등을 관찰한다.

파괴 강도 테스트: 속도 제어 모드를 사용하여 속도 (예: 1-50mm/min) 를 등속으로 설정하여 인장 하중을 가하여 절연자가 끊어지거나 금구가 손상되거나 하중이 최고치의 50% 로 떨어질 때까지 절연자가 하중 (예: 태풍, 도선이 끊어짐) 에서 파괴되는 과정을 시뮬레이션하여 최대 파괴 하중을 정확하게 포착합니다.

적재 과정에서 서보 밸브(액압식) 또는 서보 모터(전자 서보식)를 통해 하중의 폐쇄 루프 제어를 실현하고 하중 파동을 ≤±1% 확보하여 실제 수력의 안정성을 시뮬레이션한다.

3. 데이터 수집: 전 과정 기록 역학 파라미터

고정밀 측정 시스템을 통해 하중, 변위 등 핵심 데이터를 실시간으로 수집하여 절연자의 수력 변형 과정을 완전하게 기록합니다.

힘 센서 (정밀도 0.5 레벨/0.3 레벨) 는 실시간으로 스트레치 하중 데이터를 수집하여 해상도가 0.01kN에 달하며 하중의 미세한 변화, 특히 파괴 순간의 하중 피크를 정확하게 포착합니다.

큰 스트로크 변위 센서 (해상도 0.001mm) 는 절연자의 전체 스트레칭 변형량을 기록하며, 미세한 변형을 측정해야 하는 장면의 경우 스트레칭계와 함께 금구와 절연자 본체의 상대 변위를 정확하게 측정할 수 있다.

데이터 수집 주파수 ≥ 500Hz, 탄성 변형, 굴복에서 파괴에 이르는 전 과정 데이터의 완전한 포착을 보장하고, 제어 시스템은 하중과 변위 데이터를 하중-변위 곡선으로 변환하여 실시간으로 조작 인터페이스에 표시한다.

4. 결과 판정: 자동 계산 및 규정 준수 평가

테스트가 끝나면 시스템은 자동으로 데이터를 분석하여 테스트 결과 및 규정 준수 보고서를 생성합니다.

사전 설정된 종료 조건 (하중 유지 시간 종료, 절연자 파괴, 하중 최대 50% 까지 하강) 에 도달하면 장치가 자동으로 로드를 중지하고 유압 시스템이 압력을 제거하거나 서보 모터가 정지하며 고정장치가 자동으로 풀립니다.

제어 시스템은 수집된 데이터를 기반으로 주요 지표를 자동으로 계산합니다.

정격 하중 검증: 절연자가 정격 하중에서 손상, 변형이 없는지 판정하고 표준 요구에 부합한다.

파괴강도 테스트: 파괴하중, 파괴변형량을 계산하고 절연자의 인장저항안전계수 (파괴하중 정격하중) 를 평가하며 일반적으로 안전계수 ≥ 2.5를 요구한다.

소프트웨어는 시료 정보, 테스트 매개변수, 하중-변위 곡선, 핵심 지표 및 규정 준수 판정 결과를 포함하는 전력 산업 표준(GB/T 1001.1, IEC 60383)을 준수하는 테스트 보고서를 자동으로 생성합니다.

5. 핵심기술의 우세와 원리의 적합성

동축도 제어: 전용 클램프와 위치추적 장치를 통해 절연자 수력 축선이 적재 방향과 일치하도록 보장하고, 편심 응력으로 인한 테스트 오차를 피하며, 송전선로에서 절연자의 실제 수력 상태에 밀착한다.

하중 정밀 제어: 폐쇄 루프 제어 시스템을 사용하여 하중 정밀도 ≤ ± 0.5% 를 사용하여 서로 다른 작업 상황에서의 스트레칭 하중을 정확하게 시뮬레이션할 수 있으며, 정격 하중 유지, 파괴 강도 테스트 등 다양한 수요를 만족시킬 수 있다.

데이터 무결성: 고주파 데이터 수집은 파괴 순간의 역학 매개변수를 포착하여 절연자의 품질 평가와 실효 분석에 완전한 데이터 지원을 제공합니다.