模擬山火條件下線(xiàn)路相地和相間間隙放電特性的檢測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種模擬山火條件下線(xiàn)路相地和相間間隙放電特性的檢測(cè)裝置，包括輸電線(xiàn)模擬單元、山火模擬單元、測(cè)量單元和電源單元；輸電線(xiàn)模擬單元，用于模擬交直流輸電線(xiàn)路的相地間隙、極地間隙、相間間隙和極間間隙；山火模擬單元，用于模擬山火；測(cè)量單元，用于測(cè)量山火火焰的形態(tài)、溫度、泄漏電流和放電電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種模擬山火條件下線(xiàn)路相地和相間間隙放電特性的檢測(cè)裝置，山火火焰的溫度、高度、直徑、顆粒物含量和電導(dǎo)率的可控性好，操作簡(jiǎn)單方便，有效彌補(bǔ)了模擬山火條件下檢測(cè)數(shù)據(jù)分散性大，重復(fù)性差的不足。
【專(zhuān)利說(shuō)明】模擬山火條件下線(xiàn)路相地和相間間隙放電特性的檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種放電特性檢測(cè)裝置，具體涉及一種模擬山火條件下線(xiàn)路相地和相間間隙放電特性的檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]架空輸電線(xiàn)路的外絕緣是以空氣作為絕緣介質(zhì)，受大氣條件影響，如風(fēng)、雨、雷電、雪等常導(dǎo)致線(xiàn)路外絕緣失效而跳閘，這些跳閘故障一般發(fā)生在塔頭或絕緣子串等位置，但線(xiàn)路下方發(fā)生的山火卻會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)路相地或相間發(fā)生放電而跳閘。極端高溫和干旱天氣條件下，森林易發(fā)大面積山火，當(dāng)線(xiàn)路下方出現(xiàn)山火時(shí)，線(xiàn)路相地或相間間隙就會(huì)發(fā)生擊穿，特別是山火經(jīng)過(guò)多回線(xiàn)路共用的走廊時(shí)有可能引發(fā)多條線(xiàn)路跳閘，導(dǎo)致大面積停電事故。
[0003]山火是一種發(fā)生在林野間難以控制的火災(zāi)，不僅溫度和火焰高度高，而且還卷入大量的灰燼和煙霧，在山坡和風(fēng)力等因素的作用下，對(duì)線(xiàn)路外絕緣具有非常大的破壞性。因此山火是一種涉及到火焰電導(dǎo)率即空間電荷、煙氣與灰燼和高溫的多相體，其放電特性遠(yuǎn)比純空氣間隙復(fù)雜。當(dāng)前輸電線(xiàn)路防山火還停留在線(xiàn)路走廊植被的砍伐清理等方面，而植被清理的成本高昂且難以有效實(shí)施，如何有效管理輸電線(xiàn)路附近的植被對(duì)確保輸電線(xiàn)路在山火條件下安全和可靠性具有重要意義，輸電線(xiàn)路在山火條件下的絕緣性能對(duì)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)以及緊急條件下調(diào)度與運(yùn)行同樣具有重要意義。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中在山火條件下對(duì)輸電線(xiàn)路相地或相間間隙進(jìn)行擊穿特性的研究，是解決輸電線(xiàn)路在山火條件下絕緣失效的重要途徑，但是當(dāng)前模擬山火放電檢測(cè)存在下述缺陷:
[0005]①:模擬山火的重復(fù)性差，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)性和分散性大，不利于分析模擬山火的放電規(guī)律；
[0006]②:模擬山火的可控性差；
[0007]③:模擬山火的相似性差，模擬山火的結(jié)果能否應(yīng)用于輸電線(xiàn)路山火跳閘規(guī)律的分析，取決于檢測(cè)條件下以及山火條件下放電的相似性；
[0008]④:模擬山火的尺度性差，若將檢測(cè)條件下的模擬山火達(dá)到實(shí)際山火的規(guī)模，操作起來(lái)困難，成本高，并且存在很大的安全分析，山火的尺度特性是把小規(guī)模模擬山火的檢測(cè)結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際山火的關(guān)鍵。
[0009]綜上，提供一種能夠種模擬交直流輸電線(xiàn)路不同的相(極)地和相(極)間間隙的山火放電的檢測(cè)裝置顯得尤為重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了滿(mǎn)足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種模擬山火條件下線(xiàn)路相地和相間間隙放電特性的檢測(cè)裝置，所述裝置包括輸電線(xiàn)模擬單元、山火模擬單元、測(cè)量單元和電源單元;
[0011]所述輸電線(xiàn)模擬單元，用于模擬交直流輸電線(xiàn)路的相地間隙、極地間隙、相間間隙和極間間隙；
[0012]所述測(cè)量單元，用于測(cè)量山火火焰的形態(tài)、溫度、泄漏電流和放電電壓。
[0013]優(yōu)選的，所述輸電線(xiàn)模擬單元包括連接與兩個(gè)立柱頂端之間的鋼絲繩；模擬導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)銅線(xiàn)懸掛在所述鋼絲繩的中段；
[0014]優(yōu)選的，所述山火模擬單元包括燃料臺(tái)、稱(chēng)重單元和送風(fēng)單元；
[0015]所述稱(chēng)重單元包括稱(chēng)重平臺(tái)和測(cè)量模塊，用于對(duì)燃料垛的消耗速率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而獲取所述燃料垛燃燒時(shí)釋放的熱功率；
[0016]所述燃料臺(tái)包括通過(guò)絕緣墊片設(shè)置在所述稱(chēng)重平臺(tái)的金屬網(wǎng)狀電極，用于模擬接地電極；所述金屬網(wǎng)狀電極上設(shè)置有所述燃料垛；
[0017]所述送風(fēng)單元包括設(shè)置在所述稱(chēng)重平臺(tái)下方的送風(fēng)管道；所述送風(fēng)單元用于向所述燃料垛傳輸風(fēng)力、顆粒物和堿金屬鹽顆粒，從而調(diào)整所述山火火焰的高度、溫度、顆粒物含量和電導(dǎo)率；
[0018]優(yōu)選的，所述測(cè)量單元包括阻容分壓器、取樣電阻、數(shù)據(jù)采集卡、紅外測(cè)溫單元、視頻采集單元和PC機(jī)；
[0019]所述阻容分壓器連接于模擬導(dǎo)線(xiàn)與所述數(shù)據(jù)采集卡之間，用于采集所述山火火焰的放電電壓；
[0020]所述取樣電阻連接于所述山火模擬單元的金屬網(wǎng)狀電極與所述數(shù)據(jù)采集卡之間，用于采集所述山火火焰的泄漏電流；
[0021]所述視頻采集單元，用于采集所述山火火焰的形態(tài)；
[0022]所述PC機(jī)，依據(jù)對(duì)所述數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，對(duì)所述山火火焰的放電過(guò)程進(jìn)行分析；
[0023]優(yōu)選的，所述電源單元包括依次連接的真空開(kāi)關(guān)、調(diào)壓器和變壓器；所述真空開(kāi)關(guān)接入380V電源；所述變壓器依次通過(guò)交直流切換開(kāi)關(guān)和保護(hù)電阻與所述輸電線(xiàn)模擬單元相連；
[0024]優(yōu)選的，所述稱(chēng)重單元、所述數(shù)據(jù)采集卡、所述紅外測(cè)溫單元和所述視頻采集單元通過(guò)信號(hào)同步裝置與所述PC機(jī)相連。
[0025]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是:
[0026]1、本發(fā)明技術(shù)方案中，燃料垛采用等間距布置的長(zhǎng)方形燃料條，每層長(zhǎng)方形燃料條之間交叉布置，使得山火大小可控、山火火焰穩(wěn)定性和重復(fù)性較高，有效彌補(bǔ)了模擬山火條件下檢測(cè)數(shù)據(jù)分散性大，重復(fù)性差的不足的缺點(diǎn)；
[0027]2、本發(fā)明技術(shù)方案中，山火火焰的溫度、高度、直徑、顆粒物含量和電導(dǎo)率的可控性好，操作簡(jiǎn)單方便，且提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性；
[0028]3、本發(fā)明技術(shù)方案中，輸電線(xiàn)模擬單元能夠模擬交直流輸電線(xiàn)路的相地間隙、極地間隙、相間間隙和極間間隙，測(cè)量數(shù)據(jù)全面，為分析山火放電過(guò)程的分析提供了重要依據(jù)；
[0029]4、本發(fā)明技術(shù)方案中，模擬導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)銅線(xiàn)懸掛在鋼絲繩的中段，能夠便于調(diào)整模擬導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地和相間的距離；
[0030]5、本發(fā)明技術(shù)方案中，電源單元通過(guò)交直流切換開(kāi)關(guān)控制輸出連續(xù)的直流電壓和交流電壓，且輸出電流不小于1A。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0032]圖1是:本發(fā)明實(shí)施例中模擬山火條件下線(xiàn)路相地和相間間隙放電特性的檢測(cè)裝置不意圖；
[0033]圖2是:本發(fā)明實(shí)施例中輸電線(xiàn)路相地或極地間隙的模擬裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖3是:本發(fā)明實(shí)施例中輸電線(xiàn)路相間或極間間隙的模擬裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖4是:本發(fā)明實(shí)施例中山火模擬裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖5是:本發(fā)明實(shí)施例中電源裝置結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0038]如圖1所示，本實(shí)施例中模擬山火條件下線(xiàn)路相地和相間間隙放電特性的檢測(cè)裝置包括輸電線(xiàn)模擬單元、山火模擬單元、測(cè)量單元和電源單元；
[0039]①:輸電線(xiàn)模擬單元，用于模擬交直流輸電線(xiàn)路的相地間隙、極地間隙、相間間隙和極間間隙；輸電線(xiàn)模擬單元包括連接與兩個(gè)立柱頂端之間的鋼絲繩；模擬導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)銅線(xiàn)懸掛在所述鋼絲繩的中段；
[0040]圖2示出了交直流輸電線(xiàn)路的1-1Om的相地間隙和極地間隙的輸電線(xiàn)模擬裝置；圖3示出了交直流輸電線(xiàn)的水平、三角、垂直和緊湊型線(xiàn)路的相間間隙，以及交直流輸電線(xiàn)的水平和垂直布置時(shí)的極間間隙的輸電線(xiàn)模擬裝置。
[0041]②:山火模擬單元，用于模擬山火，包括燃料臺(tái)、稱(chēng)重單元和送風(fēng)單元；
[0042]稱(chēng)重單元包括稱(chēng)重平臺(tái)和測(cè)量模塊，用于對(duì)燃料垛的消耗速率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而獲取模擬山火的燃料垛在燃燒過(guò)程中釋放出來(lái)的熱功率；
[0043]燃料臺(tái)包括通過(guò)絕緣墊片設(shè)置在稱(chēng)重平臺(tái)的金屬網(wǎng)狀電極，用于模擬接地電極；金屬網(wǎng)狀電極上設(shè)置有燃料垛；本實(shí)施例中金屬網(wǎng)狀電極為200*200cm的金屬網(wǎng)；
[0044]如圖4所示，送風(fēng)單元包括設(shè)置在稱(chēng)重平臺(tái)下方的送風(fēng)管道；該送風(fēng)管道包括三個(gè)送風(fēng)口，分別用于:
[0045]a、向燃料垛中傳輸堿金屬鹽顆粒，從而調(diào)整燃料垛火焰的電導(dǎo)率；
[0046]b、向燃料垛中傳輸風(fēng)力，從而調(diào)整山火火焰的高度和溫度；
[0047]C、向燃料垛中傳輸顆粒物，從而調(diào)整山火火焰的顆粒物含量。
[0048]③:測(cè)量單元，用于測(cè)量山火火焰的形態(tài)、溫度、泄漏電流和放電電壓，具體包括:
[0049]a、阻容分壓器，連接于模擬導(dǎo)線(xiàn)的與數(shù)據(jù)采集卡之間，用于采集山火火焰的放電電壓；其中，檢測(cè)電壓為是檢測(cè)過(guò)程中施加的電壓，放電電壓則是施加檢測(cè)電壓過(guò)程中，輸電線(xiàn)間隙發(fā)生擊穿的電壓。
[0050]b、取樣電阻，連接于山火模擬單元的金屬網(wǎng)狀電極與數(shù)據(jù)采集卡之間，用于采集山火火焰的泄漏電流；
[0051]C、視頻采集單元，用于采集山火火焰的形態(tài)，以及山火火焰放電與形態(tài)之間的相互作用；
[0052]d、PC機(jī)，依據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，對(duì)山火火焰的放電過(guò)程進(jìn)行分析，包括獲取不同的電壓信號(hào)下，山火放電的形態(tài)、電流值、電流波形和電流頻率；
[0053]稱(chēng)重單元、數(shù)據(jù)采集卡、紅外測(cè)溫單元和視頻采集單元通過(guò)信號(hào)同步裝置與PC機(jī)相連，從而保證測(cè)量信號(hào)的實(shí)時(shí)同步性。
[0054]④:如圖5所示，電源單元包括依次連接的真空開(kāi)關(guān)、調(diào)壓器和變壓器；真空開(kāi)關(guān)接入380V電源；變壓器依次通過(guò)交直流切換開(kāi)關(guān)和保護(hù)電阻與輸電線(xiàn)模擬單元相連；電源單元通過(guò)交直流切換開(kāi)關(guān)控制輸出連續(xù)的直流電壓和交流電壓，且輸出電流不小于1A，滿(mǎn)足高壓檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0055]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬山火條件下線(xiàn)路相地和相間間隙放電特性的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置包括輸電線(xiàn)模擬單元、山火模擬單元、測(cè)量單元和電源單元； 所述輸電線(xiàn)模擬單元，用于模擬交直流輸電線(xiàn)路的相地間隙、極地間隙、相間間隙和極間間隙； 所述測(cè)量單元，用于測(cè)量山火火焰的形態(tài)、溫度、泄漏電流和放電電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述輸電線(xiàn)模擬單元包括連接與兩個(gè)立柱頂端之間的鋼絲繩；模擬導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)銅線(xiàn)懸掛在所述鋼絲繩的中段。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述山火模擬單元包括燃料臺(tái)、稱(chēng)重單元和送風(fēng)單元； 所述稱(chēng)重單元包括稱(chēng)重平臺(tái)和測(cè)量模塊，用于對(duì)燃料垛的消耗速率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而獲取所述燃料垛燃燒時(shí)釋放的熱功率； 所述燃料臺(tái)包括通過(guò)絕緣墊片設(shè)置在所述稱(chēng)重平臺(tái)的金屬網(wǎng)狀電極，用于模擬接地電極；所述金屬網(wǎng)狀電極上設(shè)置有所述燃料垛； 所述送風(fēng)單元包括設(shè)置在所述稱(chēng)重平臺(tái)下方的送風(fēng)管道；所述送風(fēng)單元用于向所述燃料垛傳輸風(fēng)力、顆粒物和堿金屬鹽顆粒，從而調(diào)整所述山火火焰的高度、溫度、顆粒物含量和電導(dǎo)率。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述測(cè)量單元包括阻容分壓器、取樣電阻、數(shù)據(jù)采集卡、紅外測(cè)溫單元、視頻采集單元和PC機(jī)； 所述阻容分壓器連接于模擬導(dǎo)線(xiàn)與所述數(shù)據(jù)采集卡之間，用于采集所述山火火焰的放電電壓； 所述取樣電阻連接于所述山火模擬單元的金屬網(wǎng)狀電極與所述數(shù)據(jù)采集卡之間，用于采集所述山火火焰的泄漏電流； 所述視頻采集單元，用于采集所述山火火焰的形態(tài)； 所述PC機(jī)，依據(jù)對(duì)所述數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，對(duì)所述山火火焰的放電過(guò)程進(jìn)行分析。
5.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電源單元包括依次連接的真空開(kāi)關(guān)、調(diào)壓器和變壓器；所述真空開(kāi)關(guān)接入380V電源；所述變壓器依次通過(guò)交直流切換開(kāi)關(guān)和保護(hù)電阻與所述輸電線(xiàn)模擬單元相連。
6.如權(quán)利要求3或4所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述稱(chēng)重單元、所述數(shù)據(jù)采集卡、所述紅外測(cè)溫單元和所述視頻采集單元通過(guò)信號(hào)同步裝置與所述PC機(jī)相連。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK104049189SQ201410286235
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】吳田, 劉凱, 彭勇, 劉庭, 肖賓, 蘇梓銘, 唐盼, 劉艷 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院