[發明專利]輸電線路結構覆冰試驗系統

無效

• 申請號: 200910217856.3
• 申請日: 2009-11-11
• 公開（公告）號: CN101710057A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 祝賀;李娜;梁立哲;蘇超
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明是一種輸電線路結構覆冰試驗系統。

背景技術

覆冰是電力系統的自然災害。輸電線路是電力系統的大動脈，是關系國計民生的重要生命線工程，覆冰直接作用輸電線路將導致輸電線路倒塔、斷線，直接導致電力傳輸中斷、幾乎所有社會行業陷于癱瘓，造成巨額經濟損失。

覆冰對輸電線路的危害有以下幾方面：①桿塔垂直荷載加大或超荷，桿塔強度遭受破壞，桿塔、橫擔嚴重變形或倒塌；②導線水平運行應力超過平均運行應力，使桿塔縱向荷載加大或嚴重不平衡，導線懸掛點應力劇增，弛度變大，大風時導線舞動；③桿塔及導線覆冰后，導線對地線距變小，被跨越物可能間隙放電，導線燒傷，導線與拉線、桿塔、橫擔間隙放電；④導線弛度改變，加之覆冰脫落時跳躍，使線路產生舞動；⑤絕緣子串覆冰后絕緣水平下降而短路；⑥基礎凍裂膨脹，超負荷遭破壞。

2008年1月，低溫覆冰災害肆虐中國21個省區，此次災害天氣持續時間長、影響范圍廣、危害程度深，給電力、交通帶來極大破壞，各省電網遭到嚴重破壞，大量電網線路受損，嚴重影響正常供電，人民生命財產和工農業生產受到重大損失，累計造成直接經濟損失1516.5億元。覆冰災害共造成南方電網區域4216條線路破壞，65個縣市出現停電，2000多萬人口受到影響，最大錯峰負荷突破1350萬千瓦，最為嚴重的湖南郴州電網110千伏、220千伏輸電線路桿塔倒塌、變形和存在隱患無法使用的數量達到1000基以上，全市骨干輸電線路幾乎全部中斷。

由于覆冰災害形成的特殊氣象特性和測量手段的限制，導致對輸電線路覆冰形成機理存在不足。作為研究手段之一，輸電線路覆冰試驗能夠模擬覆冰形成過程，并可進行實時跟蹤測量，因此輸電線路覆冰試驗研究對于深入了解輸電線路覆冰形成機理具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是，提供一種模擬覆冰形成過程，實現精確測量，使覆冰快速解凍的輸電線路結構覆冰試驗系統。

本發明的試驗工作過程為：通過制冷系統降低試驗空間空氣溫度，噴霧系統模擬降雨，噴霧系統的降雨與制冷系統的低溫空氣聯合作用形成的水霧冷凝在模型系統上形成覆冰，測量系統測量覆冰直徑、跟蹤采集完整的試驗數據，解凍系統對覆冰實施解凍、將覆冰融化結束試驗。

本發明的目的是通過以下的技術方案來實現的：一種輸電線路結構覆冰試驗系統，其特征是：它包括噴霧系統1、制冷系統2、模型系統3、測量系統4和解凍系統5，噴霧系統1和解凍系統5位于模型系統3的正上方，測量系統4與模型系統3平行布置，制冷系統2位于解凍系統5的兩側，制冷系統2的空間與解凍系統5的解凍空間相通。

所述噴霧系統1用于生成水霧，模擬降雨，它包括環狀噴嘴6、液體加注裝置和氣體加注裝置，液體加注裝置的水流量計14與環狀噴嘴6連接，氣體加注裝置的空氣流量計16與環狀噴嘴6連接；所述液體加注裝置的結構是，包括水箱11，在水箱11上端分別設置溢流閥7、壓力表8，在水箱11上設置進水開關9，在進水開關9側的水箱11上設置水位傳感器12，在水箱11下端分別設置排水開關10、水量調節閥13，水量調節閥13與水流量計14連接，水流量計14與環狀噴嘴6連接；所述氣體加注裝置的結構是，包括空氣流量調節閥15、空氣流量計16與環狀噴嘴6依次連接。

所述制冷系統2用于降低空氣溫度，將水霧形成覆冰，制冷系統2的結構是，包括空氣壓縮機17的出口、油分離器21、冷凝器18、壓差調節器28、儲液器26、干燥過濾器25、視液鏡29、電磁閥23、膨脹閥24、蒸發器19、蒸發壓力調節器20、曲軸箱壓力調節器30、空氣壓縮機17的進口依次通過管路連接，蒸發器19與溫度開關22連接，在空氣壓縮機17的出口與油分離器21的連接管路上連接有壓力開關27。

所述模型系統3的結構是，包括輸電塔模型31、導線模型32、地線模型33、絕緣子模型34、金具模型35組成，輸電塔模型31通過金具模型35與地線模型33連接，輸電塔模型31通過金具模型35、絕緣子模型與導線模型32連接，模型系統3固定在試驗臺36上。

所述測量系統4采用直接攝影法拍攝模型系統瞬態覆冰形成過程，所述測量系統4包括高清晰度數碼相機37、同步頻閃燈38和光電掃描自動粒度分析儀80。光電掃描自動粒度分析儀用于讀取覆冰直徑的儀器。