机械冲击测试是实验室模拟产品在工作环境中受到一系列冲击时候,产品功能是否正常,是否存在性能失效情况,是一种用于评估产品或材料在受到突然的、剧烈的机械冲击时的性能的测试方法。在产品的实际存储、运输、使用过程中存在各种各样的冲击环境,如车辆运行中制动,货物搬动时候碰撞产生的冲击等。
试验目的是确定在正常和极限温度下,当产品受到一系列冲击时,各性能是否失效。冲击试验的技术指标包括:峰值加速度、脉冲持续时间、速度变化量(半正弦波、后峰锯齿波、梯形波)和波形选择。冲击次数无特别要求外每个面冲击3次共18次。
许多产品在使用、装卸、运输过程中都会受到冲击。冲击的量值变化很大并具有复杂的性质。因此冲击和碰撞可靠性测试适用于确定机械的薄弱环节,考核产品结构的完整性。冲击试验是瞬间性的,破坏性的。
绝缘子机械冲击试验案例
试验背景:
绝缘子在电力系统中用于支撑和绝缘输电线路,其长期暴露在自然环境中,可能会受到风灾、雷击、地震以及线路维护过程中的碰撞等机械冲击。这些冲击可能会导致绝缘子的伞裙破裂、芯棒断裂或金具松动,从而降低绝缘子的绝缘性能和机械强度,引发线路闪络、掉线等故障,严重影响电力系统的安全可靠运行。因此,对绝缘子进行机械冲击试验,以确保其在各种恶劣环境下的可靠性和稳定性是非常必要的。
试验过程:
将绝缘子安装在专门的试验架上,模拟其在输电线路上的实际安装方式和受力状态。采用冲击试验机对绝缘子施加冲击,冲击方向包括垂直方向、水平方向以及与绝缘子轴线成一定角度的方向,以模拟不同方向的外力作用。冲击加速度根据绝缘子的类型、电压等级和使用环境确定,一般在 5 - 20g 之间,冲击脉冲持续时间约为 5 - 15ms。
在试验过程中,通过高清摄像机和图像分析软件对绝缘子的外观进行实时监测,观察伞裙是否有破裂、脱落现象,芯棒是否有可见的裂纹或断裂迹象,金具是否有松动或位移情况。同时,利用电气测试设备对绝缘子的绝缘电阻、泄漏电流和闪络电压等电气性能参数进行测量,以评估冲击对绝缘子绝缘性能的影响。
试验结果:
试验后发现,部分绝缘子在受到较大角度(与轴线成 45° 角)和较高加速度(约 15g)的冲击后,伞裙出现了不同程度的破裂和掉块现象,这使得绝缘子的表面爬电距离减小,绝缘性能下降。进一步分析发现,伞裙材料的韧性不足以及伞裙与芯棒之间的粘结强度不够是导致伞裙损坏的主要原因。
为了解决这个问题,对绝缘子的伞裙材料进行了改进,选用了具有更高韧性和耐候性的硅橡胶材料,并优化了伞裙的配方和制造工艺,提高了伞裙的抗冲击性能。同时,加强了伞裙与芯棒之间的粘结工艺,采用了特殊的粘结剂和处理方法,确保伞裙与芯棒之间的粘结牢固可靠。经过改进后的绝缘子再次进行冲击试验,伞裙的完整性得到了有效保障,绝缘性能也满足了电力系统的运行要求,提高了绝缘子在复杂机械冲击环境下的可靠性和使用寿命。