一種地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，包括電極，屏蔽室和高速攝影儀，還包括位于兩座桿塔模型中間的模擬山坡。解決了針對丘陵多雷區(qū)域，考慮地形影響的1000kV輸電線路桿塔雷電屏蔽能力研究比較匱乏，從而導致對于輸電線路的防雷設計只能參考工程計算方法，誤差較大，不能完全滿足針對特高壓輸電線路保護的需求的問題。在此試驗平臺上進行試驗來分析山坡對輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響山坡參數(shù)與桿塔雷電屏蔽能力的關系曲線，結合分析結果針對輸電線路采取更加合適的防雷措施。
【專利說明】
一種地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種特高壓輸電線路桿塔，具體涉及一種地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺。
【背景技術】
[0002]我國沿海地帶雷電活動頻繁，100kV輸電線路走廊多經(jīng)過山區(qū)，雷擊跳閘率很高。運行監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，因為雷電繞擊輸電線路產(chǎn)生的雷擊跳閘占有很大的比例。以1999-2008年記錄到的廣州167370次雷電地閃數(shù)據(jù)為樣本，發(fā)現(xiàn)平原雷電流均值高于山區(qū)雷電流均值。山區(qū)輸電線路的繞擊概率較大，以三峽庫區(qū)為例，2002-2010年三峽500kV電網(wǎng)遭受的32次雷擊故障均發(fā)生在山區(qū)，且繞擊故障占90.6%，100kv輸電線路的雷擊跳閘率更高。因此，對于丘陵山地多雷區(qū)，有必要實行區(qū)域性防雷措施，并且有必要對山地地區(qū)輸電線路桿塔的繞擊雷電屏蔽特性做專門的研究。
[0003]對雷電繞擊的相關研究，目前廣泛應用的電氣集合模型EGM，Eriksson的改進幾何模型，先導傳播模型LPM等，都是工程計算方法。隨著輸電線路的電壓等級越來越高，在舊的生產(chǎn)條件下得出的公式和計算得到的結論已經(jīng)不能完全適應新形勢下的生產(chǎn)需求。為了能較快得到輸電線路桿塔雷電屏蔽的相關特性，可以采用模擬試驗的方法。模擬試驗的雷電放電雖然不是嚴格意義上的物理模擬自然放電，但是放電的規(guī)律存在一定的相似性，可以大量重復進行，便于改變試驗條件國內(nèi)外之前進行過的輸電線路桿塔模擬試驗，都是在平地上進行的，模擬試驗平原地區(qū)的輸電線路的雷電繞擊屏蔽特性，并未考慮山坡地形的影響。對于丘陵多雷地區(qū)，輸電線路桿塔的繞擊雷電屏蔽特性和平原地區(qū)有不同，應該專門進行研究。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型主要解決針對丘陵多雷區(qū)域，考慮地形影響的100kV輸電線路桿塔雷電屏蔽能力研究比較匱乏，從而導致對于輸電線路的防雷設計只能參考工程計算方法，誤差較大，不能完全滿足針對特高壓輸電線路保護的需求的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，包括沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線，包括電極，屏蔽室和高速攝影儀，還包括位于兩座桿塔模型中間的模擬山坡，和安裝在所述桿塔模型上的絕緣子、架設在所述兩座桿塔模型之間的避雷線和導線，所述兩座桿塔模型的檔距為32m，所述避雷線和導線之間的距離為1.32m，所述高速攝影儀放置在所述屏蔽室內(nèi)，所述電極與所述沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線相連，且位置可移動。
[0006]優(yōu)選的，所述桿塔模型縮比為1:12.5，采用鋁合金制成，塔形為ZB6T桿塔。
[0007]優(yōu)選的，所述絕緣子按照縮比模擬，所述避雷線采用5mm鋼絲，所述導線采用三相八分裂導線，子導線采用2.5mm銅絲。
[0008]優(yōu)選的，所述模擬山坡采用接地鐵柵欄板。
[0009]優(yōu)選的，所述接地鐵柵欄板采用30mX30m的鐵桿交錯焊接而成。
[00?0] 進一步優(yōu)選的，所述電極采用棒身長5m，直徑為60mm，棒頭部圓球直徑為80mm的鋼材制成。
[0011]本實用新型搭建了一個研究山坡對特高壓輸電線路雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，通過此試驗平臺進行試驗來分析山坡丘陵地形對輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響，從而為平原和丘陵地帶的輸電線路進行區(qū)域化防雷措施奠定基礎。
[0012]本實用新型的工作原理是:通過制作出特高壓輸電線路的縮比模型，對平臺進行合理的布置，在不改變其他條件的情況下，對模型施加雷電波和操作波沖擊電壓，通過持續(xù)改變電極的位置和山坡的角度，研究山坡地形的參數(shù)對于輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響，最終得到輸電線路雷電屏蔽能力與山坡高度和角度的關系曲線。
[0013]本實用新型的有益效果是:
[0014]本實用新型的試驗平臺能夠較快獲得特高壓輸電線路桿塔分別處于操作波和雷電波作用下，輸電線路桿塔雷電屏蔽能力與山坡地形的高度和坡度等因素的關系曲線，利用高速攝影儀記錄試驗現(xiàn)象，結果準確，從而在實際工程中采取更加經(jīng)濟合理的的防雷措施。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型總體框架示意圖；
[0016]其中，1-絕緣子，2-避雷線，3-導線，4-桿塔模型，5-電極，6-高壓引線，7-接地鐵柵欄板，8-高速攝影儀，9-屏蔽室；
[0017]圖2(a)、(b)為無模擬山坡時的對照組試驗示意圖；
[0018]圖3為有模擬山坡存在的試驗組試驗示意圖。
【具體實施方式】
[0019]通過以下詳細說明結合附圖可以進一步理解本實用新型的特點和優(yōu)點。所提供的實施例僅是對本實用新型方法的說明，而不以任何方式限制本實用新型揭示的其余內(nèi)容。
[0020]如圖1所示，【具體實施方式】采用的技術方案如下:一種地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，包括沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線，包括電極，屏蔽室和高速攝影儀，還包括位于兩座桿塔模型中間的模擬山坡，和安裝在所述桿塔模型上的絕緣子、架設在所述兩座桿塔模型之間的避雷線和導線，所述兩座桿塔模型的檔距為32m，所述避雷線和導線之間的距離為1.32m，所述高速攝影儀放置在所述屏蔽室內(nèi)，所述電極與所述沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線相連，且位置可移動。
[0021]所述桿塔模型縮比為1:12.5，采用鋁合金制成，塔形為ZB6T桿塔。
[0022]所述絕緣子按照縮比模擬，所述避雷線采用5mm鋼絲，所述導線采用三相八分裂導線，子導線采用2.5mm銅絲。
[0023]所述模擬山坡采用接地鐵柵欄板。
[0024]所述接地鐵柵欄板采用30mX 30m的鐵桿交錯焊接而成。
[0025]所述電極采用棒身長5m，直徑為60mm，棒頭部圓球直徑為80mm的鋼材制成。
[0026]實施例1
[0027]通過制作出100kV輸電線路的縮比模型，用特定形狀鋼材制作模擬電極，利用鋁合金桿塔模型，然后對平臺進行合理的布置，在此試驗平臺上進行試驗分析山坡對輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響，山坡參數(shù)與桿塔雷電屏蔽能力的關系曲線，結合分析結果針對輸電線路采取更加合適的防雷措施。
[0028]地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺包括如下部分，如圖1所示，利用鋁合金制作成1:12.5的特高壓輸電線路桿塔模型4，塔形采用常見的ZB6T桿塔，其中絕緣子I采用真實絕緣子按照縮比進行模擬，避雷線2采用5mm鋼絲，導線3采用三相八分裂導線，子導線采用2.5mm銅絲;兩座輸電線路桿塔模型的檔距為32m，各線之間的距離為
1.32m。在輸電線路桿塔模型4的中間布置模擬丘陵山坡的接地鐵柵欄板7，接地鐵柵欄板7采用30mX 30m的鐵桿交錯焊接而成;試驗用的電極5采用棒身長5m，直徑為60mm，棒頭部圓球直徑為80mm的鋼材制成，電極的位置可以隨意移動，并與沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線6相連。試驗采用高速攝影儀8記錄放電現(xiàn)象，高速攝影儀8放置在金屬屏蔽室9中，防止放電產(chǎn)生的強電磁干擾損壞設備。
[0029]實施例2無模擬山坡存在時的對照組試驗:
[0030]撤去模擬山坡7，改變高壓電極的位置，分為5到6組，利用沖擊電壓發(fā)生器對間隙施加90 %?100 %的放電電壓。分別模擬電極位置不同時的工況下放電50次，記錄電極對地放電，對避雷線2放電和對輸電線路的次數(shù)，算出各個工況下電極對輸電線路放電的比例，從而繪出曲線，如圖2(a)(b)所示。
[0031 ]實施例3有模擬山坡存在的試驗組試驗:
[0032]如圖1所示，布置好試驗場地，其他條件同實施例2，并相應調(diào)整模擬山坡7的高度，分為五到六組。固定電極位置，利用沖擊電壓發(fā)生器對間隙施加90%?100%的放電電壓。分別在模擬山坡不同角度的工況下放電50次，記錄電極對地放電，對避雷線2放電和對輸電線路放電的次數(shù)，算出各個工況下電極對輸電線路放電的比例，從而繪出曲線，并分別將實施例2和實施例3的結果進行縱向比較，將實施例3不同組的試驗結果進行橫向比較;施加負極性80/2500ys操作沖擊電壓，平地和斜坡兩種情況下，避雷線和上相導線5m時的試驗結果對比如圖3所示。
[0033]上述實施例通過改變模擬山坡的角度和輸電線路桿塔的高度，來研究山坡對于輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響；可以合理調(diào)整電極對輸電線路和對地距離，從而使試驗結果中輸電線路受雷擊的比例有明顯變化;完全模擬真實輸電線路和雷擊環(huán)境，減少其它因素的影響，并能夠方便改變模擬導線，避雷線等參數(shù)。
【主權項】
1.一種地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，包括沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線，其特征在于:包括電極，屏蔽室和高速攝影儀，還包括位于兩座桿塔模型中間的模擬山坡和安裝在所述桿塔模型上的絕緣子、架設在所述兩座桿塔模型之間的避雷線和導線，所述兩座桿塔模型的檔距為32m，所述避雷線和導線之間的距離為1.32m，所述高速攝影儀放置在所述屏蔽室內(nèi)，所述電極與所述沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線相連，且位置可移動。2.根據(jù)權利要求1所述的地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，其特征在于:所述桿塔模型縮比為1:12.5，采用鋁合金制成，塔形為ZB6T桿塔。3.根據(jù)權利要求1所述的地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，其特征在于:所述絕緣子按照縮比模擬，所述避雷線采用5mm鋼絲，所述導線采用三相八分裂導線，子導線采用2.5mm銅絲。4.根據(jù)權利要求1所述的地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，其特征在于:所述模擬山坡采用接地鐵柵欄板。5.根據(jù)權利要求4所述的地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，其特征在于:所述接地鐵柵欄板采用30m X 30m的鐵桿交錯焊接而成。6.根據(jù)權利要求1所述的地形對特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗平臺，其特征在于:所述電極采用棒身長5m，直徑為60_，棒頭部圓球直徑為80mm的鋼材制成。
【文檔編號】G01R31/00GK205450143SQ201521131896
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】向常圓, 王羽, 方超穎, 魯海亮, 潘卓洪, 鄂盛龍
【申請人】武漢大學