本發(fā)明涉及導(dǎo)線過(guò)火性能測(cè)試領(lǐng)域，特別涉及一種輸電線路過(guò)火性能評(píng)估檢測(cè)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，輸電線路敷設(shè)增多。用于遠(yuǎn)距離電力輸運(yùn)的輸電線路通常要通過(guò)森林等區(qū)域，由于植被火災(zāi)所導(dǎo)致的輸電線路故障頻頻發(fā)生，給人民的生產(chǎn)生活帶來(lái)了嚴(yán)重的影響與損失。相比于大風(fēng)、冰雹等其他災(zāi)害，火災(zāi)所造成的輸電線路故障會(huì)導(dǎo)致更長(zhǎng)的停運(yùn)時(shí)間，因此在電力系統(tǒng)安全性研究中尤為值得關(guān)注。當(dāng)前針對(duì)于輸電線路火災(zāi)的研究多針對(duì)于受災(zāi)過(guò)程的影響，關(guān)注參數(shù)主要為火災(zāi)參數(shù)，而對(duì)于過(guò)火后線路各方面性能則少有研究。目前尚無(wú)可用于開(kāi)展輸電線路過(guò)火試驗(yàn)及過(guò)火后導(dǎo)線綜合性能評(píng)估的試驗(yàn)裝置。輸電線路過(guò)火試驗(yàn)，是獲取不同火源條件下導(dǎo)線過(guò)火過(guò)程中的典型參數(shù)變化規(guī)律，以及過(guò)火后力學(xué)、電氣等方面性能的影響程度，對(duì)于保障電力系統(tǒng)中遠(yuǎn)距離輸電線路安全具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種輸電線路過(guò)火性能評(píng)估和檢測(cè)試驗(yàn)裝置，該裝置可以實(shí)現(xiàn)不同火源條件下的輸電線路過(guò)火性能試驗(yàn)，以及過(guò)火后導(dǎo)線的力學(xué)、電氣、圖像和基礎(chǔ)物理參數(shù)隨著時(shí)間變化的變化規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)火后導(dǎo)線的性能變化進(jìn)行綜合評(píng)估分析。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種輸電線路過(guò)火性能評(píng)估檢測(cè)平臺(tái)，包括導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置、火源系統(tǒng)以及過(guò)火后導(dǎo)線性能綜合測(cè)試裝置，所述導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置包括受試導(dǎo)線支架，所述受試導(dǎo)線支架包括由固定橫桿以及固定豎桿構(gòu)成支架，固定橫桿設(shè)于固定豎桿的頂部，所述固定橫桿上對(duì)稱的設(shè)有一對(duì)用于懸掛受試導(dǎo)線樣品的懸掛裝置ⅰ，所述固定豎桿的底部設(shè)有移動(dòng)滑輪ⅰ，移動(dòng)滑輪ⅰ上設(shè)有剎車裝置，所述固定豎桿通過(guò)高度調(diào)節(jié)裝置ⅰ調(diào)節(jié)受試導(dǎo)線支架的整體高度，所述受試導(dǎo)線樣品通過(guò)供電導(dǎo)線與供電裝置連接，供電裝置采用雙臂直流電橋，所述受試導(dǎo)線支架在受試導(dǎo)線樣品下方設(shè)有隔熱蓋板，所述隔熱蓋板轉(zhuǎn)動(dòng)連接在固定豎桿之間，所述受試導(dǎo)線支架在受試導(dǎo)線樣品的上方處還設(shè)有溫度測(cè)量系統(tǒng)；所述火源系統(tǒng)包括木垛模擬火源系統(tǒng)，氣體模擬火源系統(tǒng)，植被模擬火源系統(tǒng)；所述過(guò)火后導(dǎo)線性能綜合測(cè)試裝置包括過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試支架、過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品、過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試工作臺(tái)、以及力學(xué)性能測(cè)試裝置、圖像分析裝置、電氣性能測(cè)試裝置、基礎(chǔ)物理性能測(cè)試裝置、導(dǎo)線綜合性能參數(shù)采集與分析系統(tǒng)。

優(yōu)選的，隔熱蓋板設(shè)于受試導(dǎo)線樣品下方5cm處，隔熱蓋板下方貼覆有隔熱棉的金屬板，并且隔熱蓋板通過(guò)手柄實(shí)現(xiàn)快速啟閉。

優(yōu)選的，高度調(diào)節(jié)裝置ⅰ包括套筒和緊固組件，所述固定豎桿采用為伸縮桿，套筒套在固定豎桿上，并通過(guò)緊固組件緊固。

優(yōu)選的，懸掛裝置ⅰ上設(shè)有絕緣子ⅰ。

優(yōu)選的，溫度測(cè)量系統(tǒng)包括固定于受試導(dǎo)線上方的5根熱電偶以及用于采集和記錄溫度數(shù)據(jù)模塊，熱電偶與溫度數(shù)據(jù)采集模塊之間通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線相連接。

優(yōu)選的，木垛模擬火源系統(tǒng)包括木垛、用于引燃木垛的油池ⅰ、以及用于移動(dòng)木垛火源系統(tǒng)的移動(dòng)支架ⅰ，其中油池ⅰ一側(cè)上部設(shè)置有燃料入口，油池ⅰ的另一側(cè)下部設(shè)置有冷卻水入口，所述移動(dòng)支架ⅰ下方設(shè)置有帶剎車裝置的滑輪。

優(yōu)選的，氣體模擬火源系統(tǒng)包括氣瓶組、氣瓶閥門、進(jìn)氣管、氣體流量計(jì)、氣體管道四通裝置、氣體燃燒器，以及用于移動(dòng)氣體火源系統(tǒng)的移動(dòng)支架ⅱ，所述氣瓶通過(guò)進(jìn)氣管道與氣體管道四通裝置相連，氣體經(jīng)過(guò)氣體管道四通裝置混合后送入氣體燃燒器中，氣體流量計(jì)安裝在進(jìn)氣管上。

優(yōu)選的，植被模擬火源系統(tǒng)包括植被火源、用于引燃植被的油池ⅱ、以及用于移動(dòng)植被火源系統(tǒng)的移動(dòng)支架ⅲ。其中油池ⅱ一側(cè)的上部設(shè)置有燃料入口，油池ⅱ另一側(cè)的下部設(shè)置有冷卻水入口，所述移動(dòng)支架ⅲ下方設(shè)置有帶剎車裝置的滑輪。

優(yōu)選的，過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試支架包括固定桿、高度調(diào)節(jié)裝置ⅱ、移動(dòng)滑輪ⅱ、懸掛裝置ⅱ和絕緣子ⅱ，所述高度調(diào)節(jié)裝置ⅱ由套筒和緊固組件組成，實(shí)現(xiàn)過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試支架的高度調(diào)節(jié)，所述過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品固定懸掛在懸掛裝置ⅱ的底部，所述移動(dòng)滑輪ⅱ配備有剎車裝置，懸掛裝置ⅱ上配備有絕緣子ⅱ。

優(yōu)選的，力學(xué)性能測(cè)試裝置包括顯微硬度測(cè)試儀、拉力試驗(yàn)儀和沖擊吸收測(cè)試儀，可實(shí)現(xiàn)過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品的典型力學(xué)性能參數(shù)的測(cè)定；所述圖像分析裝置包括電子顯微鏡和金相顯微鏡，可實(shí)現(xiàn)過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品的圖像特性分析；所述電氣性能測(cè)試裝置包括電阻率測(cè)試儀和介質(zhì)損耗測(cè)試儀，可實(shí)現(xiàn)過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品的典型電氣性能參數(shù)的測(cè)定；所述基礎(chǔ)物理性能測(cè)試裝置包括密度計(jì)，可用于過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品的密度的測(cè)定；力學(xué)性能測(cè)試裝置、圖像分析裝置、電氣性能測(cè)試裝置以及基礎(chǔ)物理性能測(cè)試裝置的測(cè)量結(jié)果通過(guò)信號(hào)傳輸線傳輸至綜合性能參數(shù)采集與分析系統(tǒng)。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

1.本發(fā)明中導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)植被火、木垛火和氣體模擬火的條件下導(dǎo)線的過(guò)火試驗(yàn)，試驗(yàn)中可根據(jù)需要選取不同種類的火源開(kāi)展評(píng)估試驗(yàn)；

2.本發(fā)明中導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置中受試導(dǎo)線在高度方向上可調(diào)節(jié)，可用于研究距離火焰不同高度處導(dǎo)線的過(guò)火性能；

3.本發(fā)明中導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置中火源持續(xù)時(shí)間及強(qiáng)度可以通過(guò)初始可燃物狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同過(guò)火時(shí)間條件下導(dǎo)線的過(guò)火試驗(yàn)；

4.本發(fā)明中過(guò)火后導(dǎo)線綜合性能測(cè)試平臺(tái)可用于實(shí)現(xiàn)過(guò)火后導(dǎo)線的力學(xué)性能、電氣性能、圖像特性以及基礎(chǔ)物理特性參數(shù)的測(cè)試，并將測(cè)得參數(shù)進(jìn)行集成分析，快速獲得綜合評(píng)估結(jié)果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的過(guò)火后導(dǎo)線性能綜合測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1、2所示，本發(fā)明一種輸電線路過(guò)火性能評(píng)估檢測(cè)平臺(tái)，包括導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置和過(guò)火后導(dǎo)線性能綜合測(cè)評(píng)裝置。導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置包括受試導(dǎo)線供電裝置1、供電導(dǎo)線2，受試導(dǎo)線支架3、溫度測(cè)量系統(tǒng)4、木垛模擬火源系統(tǒng)5、氣體模擬火源系統(tǒng)6、植被模擬火源系統(tǒng)7和受試導(dǎo)線樣品8。受試導(dǎo)線樣品8的供電裝置1采用為雙臂直流電橋，試驗(yàn)中電流大小可根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，試驗(yàn)過(guò)程中直流電橋放置于遠(yuǎn)離火焰的試驗(yàn)臺(tái)面上，并通過(guò)供電導(dǎo)線2與受試導(dǎo)線樣品8相連接。

受試導(dǎo)線支架3的主體為固定橫桿303和固定豎桿304，固定豎桿304上設(shè)有高度調(diào)節(jié)裝置ⅰ301，高度調(diào)節(jié)裝置ⅰ301由套筒和緊固組件構(gòu)成，可將受試導(dǎo)線樣品8固定于不同高度處。固定豎桿304下方還安裝有帶有剎車的移動(dòng)滑輪ⅰ302，試驗(yàn)中可將裝置移動(dòng)到任意位置并加以固定。固定橫桿303下方為懸掛裝置ⅰ305，受試導(dǎo)線樣品8即固定于懸掛裝置ⅰ305的下方，并在試驗(yàn)過(guò)程中保持水平，懸掛裝置ⅰ305在受試導(dǎo)線樣品8和固定橫桿303之間設(shè)置有絕緣子ⅰ306，以便在導(dǎo)線通電試驗(yàn)過(guò)程中保證操作安全。受試導(dǎo)線樣品8的下方5cm處安裝有隔熱蓋板9，在試驗(yàn)中通過(guò)手柄10控制蓋板的啟閉，在試驗(yàn)中火源引燃和預(yù)燃階段時(shí)隔熱蓋板9閉合狀態(tài)，防止該階段內(nèi)火焰和熱煙氣影響受試導(dǎo)線，在穩(wěn)定燃燒階段時(shí)隔熱蓋板9開(kāi)啟，使火焰作用于受試導(dǎo)線樣品8，分析導(dǎo)線過(guò)火性能。

導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置中設(shè)置有三套火源系統(tǒng)，分別為木垛模擬火源系統(tǒng)5、氣體模擬火源系統(tǒng)6、植被模擬火源系統(tǒng)7。

木垛火源模擬系統(tǒng)5中火源為木垛501，試驗(yàn)中利用放置于其下方的油池ⅰ502引燃，油池ⅰ502與木垛均放置于移動(dòng)支架ⅰ505上，移動(dòng)支架ⅰ505下方安裝有帶剎車的滑輪，可將木垛火模擬系統(tǒng)5移動(dòng)并固定于任意位置處。系統(tǒng)中木垛501的尺寸根據(jù)所試驗(yàn)中所需要的火源大小選取，試驗(yàn)前需要將木垛501放置于恒溫恒濕箱中至少48小時(shí)，并在取出后30分鐘內(nèi)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，以保證每次試驗(yàn)中木材的表面溫度、含水率等參數(shù)基本一致，從而在各次試驗(yàn)中獲得穩(wěn)定的木垛火源。試驗(yàn)中木垛501利用放置于其下方的油池ⅰ502引燃，油池ⅰ502一側(cè)的上部設(shè)置有燃料入口503，另一側(cè)的下部設(shè)置有冷卻水入口504，試驗(yàn)過(guò)程中，燃料以固定的速率通過(guò)燃料入口503注入油池ⅰ502內(nèi)，以確保木垛501在引燃階段的燃料液面高度保持恒定，同時(shí)通過(guò)冷卻水入口504向油池ⅰ502內(nèi)注入冷卻水，并在引燃階段通過(guò)水循環(huán)的方式保持燃料下方冷卻水層溫度的基本恒定，通過(guò)保持燃料液面高度以及燃料下方冷卻水溫度，減小實(shí)驗(yàn)過(guò)程中燃料消耗及油池壁面溫度升高對(duì)油池火燃燒速率的影響，從而在可控的引火源條件。實(shí)驗(yàn)中利用油池ⅰ502引燃木垛501一段時(shí)間后，停止燃料輸入使油池熄滅，引燃時(shí)間根據(jù)所選用的木垛大小確定，需保證木垛被完全引燃，木垛501繼續(xù)預(yù)燃30s。在引燃和預(yù)燃階段保持受試導(dǎo)線樣品8下方的隔熱蓋板9關(guān)閉，防止火焰和熱煙氣對(duì)導(dǎo)線造成影響。預(yù)燃階段結(jié)束后，利用手柄10將隔熱蓋板9開(kāi)啟，使木垛火焰作用于受試導(dǎo)線開(kāi)展試驗(yàn)。

氣體模擬火源系統(tǒng)6中火源為多組分混合可燃?xì)怏w，氣瓶組601中分別充裝有不同種類的可燃?xì)怏w，通過(guò)進(jìn)氣管603與進(jìn)氣管道四通裝置605相連接，各進(jìn)氣管603上安裝有氣體流量計(jì)604，試驗(yàn)中將氣瓶組601的閥門602打開(kāi)，將經(jīng)過(guò)進(jìn)氣管道四通裝置605混合后的氣體送入氣體燃燒器606，形成氣體模擬火源，氣瓶組601、進(jìn)氣管道603以及氣體燃燒器606均放置于移動(dòng)支架ⅱ607上，移動(dòng)支架ⅱ607下方安裝有帶剎車的滑輪，可將氣體火源模擬系統(tǒng)6移動(dòng)并固定于任意位置。氣體模擬火源的功率、火焰高度和產(chǎn)煙量等參數(shù)可通過(guò)控制混合燃?xì)庵懈鹘M分種類和含量以及總氣體流量得到。試驗(yàn)前首先進(jìn)行多次預(yù)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整氣體種類和混合燃?xì)庵胁煌M分的含量以及總流量獲得試驗(yàn)中設(shè)定的火源，開(kāi)展正式試驗(yàn)前，首先使受試導(dǎo)線樣品8下方的隔熱蓋板9處于關(guān)閉狀態(tài)，并將燃燒器內(nèi)的點(diǎn)火裝置開(kāi)啟，然后將氣瓶組601中各氣瓶開(kāi)啟至設(shè)定壓力向進(jìn)氣管道四通裝置605內(nèi)送氣，當(dāng)送氣管603上的各流量計(jì)604穩(wěn)定在設(shè)定值時(shí)，扳動(dòng)隔熱蓋板9的手柄10打開(kāi)隔熱蓋板9，使得受試導(dǎo)線樣品8暴露與氣體模擬火源環(huán)境中。

植被模擬火源系統(tǒng)7中火源為植被，火源為杉樹(shù)樹(shù)枝、茅草、秸稈或試驗(yàn)需要的其他植被，植被利用下方的油池ⅱ702，油池ⅱ702一側(cè)的上部設(shè)置有燃料入口703，另一側(cè)的下部設(shè)置有冷卻水入口704。試驗(yàn)中引燃形式與操作流程與木垛火引燃相同。植被火源與油池ⅱ702均放置于移動(dòng)支架ⅲ705上，移動(dòng)支架ⅲ705下方安裝有帶剎車的可移動(dòng)滑輪，可實(shí)現(xiàn)在試驗(yàn)中將植被模擬火源移動(dòng)并固定于任意位置處。實(shí)驗(yàn)前將受試導(dǎo)線樣品8下方的隔熱蓋板9關(guān)閉，利用油池ⅱ702的火引燃植被一段時(shí)間后停止通過(guò)燃料入口703輸入燃料，使油池ⅱ702火熄滅，引燃時(shí)間根據(jù)所選用的植被種類及數(shù)量確定，需保證所有植被被完全引燃，植被火701繼續(xù)預(yù)燃30s后，扳動(dòng)隔熱蓋板9的手柄10打開(kāi)隔熱蓋板9，使得受試導(dǎo)線樣品8暴露與植被模擬火源環(huán)境中。

導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)裝置中參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)包括氣體溫度測(cè)量系統(tǒng)4和電阻率測(cè)量系統(tǒng)，受試導(dǎo)線樣品8的上方布置有5根熱電偶401，熱電偶401通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線402與溫度測(cè)量模塊403相連，試驗(yàn)中將溫度測(cè)量模塊放置于遠(yuǎn)離火焰的試驗(yàn)臺(tái)上，用于測(cè)量并記錄導(dǎo)線過(guò)火試驗(yàn)中，受試導(dǎo)線樣品8上方的溫度變化規(guī)律，以輔助衡量火源強(qiáng)度。試驗(yàn)過(guò)程中導(dǎo)線內(nèi)部電阻率變化情況利用供電裝置1，即雙臂直流電橋測(cè)量，雙臂直流電橋放置于遠(yuǎn)離火焰的試驗(yàn)臺(tái)上。

過(guò)火后導(dǎo)線性能綜合測(cè)評(píng)裝置包括過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試支架11、過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品12、過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試工作臺(tái)13，以及力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)14、圖像特性分析系統(tǒng)15、電氣性能測(cè)試系統(tǒng)16、基礎(chǔ)物理性能測(cè)試系統(tǒng)17、綜合性能參數(shù)采集與分析系統(tǒng)18。

過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試支架11包括固定桿1101、高度調(diào)節(jié)裝置ⅱ1102、移動(dòng)滑輪ⅱ1103、懸掛裝置ⅱ1104和絕緣子ⅱ1105，高度調(diào)節(jié)裝置ⅱ1102由套筒和緊固組件組成，實(shí)現(xiàn)過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試支架11的高度調(diào)節(jié)，過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品12固定懸掛在懸掛裝置ⅱ1104的底部，移動(dòng)滑輪ⅱ1103配備有剎車裝置，懸掛裝置ⅱ1104上配備有絕緣子ⅱ1105。

過(guò)火后導(dǎo)線綜合測(cè)評(píng)裝置可用于測(cè)量力學(xué)性能、圖像、電氣和基礎(chǔ)物理四個(gè)方面的參數(shù)，其中力學(xué)性能測(cè)試裝置14包括顯微硬度測(cè)試儀1401、拉力試驗(yàn)儀1402和沖擊吸收測(cè)試儀1403，可實(shí)現(xiàn)過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品12的典型力學(xué)性能參數(shù)的測(cè)定；圖像分析裝置15包括電子顯微鏡1501和金相顯微鏡1502，可實(shí)現(xiàn)過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品12的圖像特性的分析；電氣性能測(cè)試裝置16包括電阻率測(cè)試儀1601和介質(zhì)損耗測(cè)試儀1602，可實(shí)現(xiàn)過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品12的典型電氣性能參數(shù)的測(cè)定；基礎(chǔ)物理性能測(cè)試裝置17包括密度計(jì)1701，可用于過(guò)火后導(dǎo)線測(cè)試樣品12密度的測(cè)定。試驗(yàn)中可根據(jù)需要測(cè)定一種或者依次測(cè)定多種導(dǎo)線性能參數(shù)，并通過(guò)將各類參數(shù)的測(cè)量結(jié)果傳輸至綜合性能參數(shù)采集與分析系統(tǒng)18，即可對(duì)過(guò)火后導(dǎo)線的綜合性能進(jìn)行快速分析與評(píng)價(jià)。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。