[發明專利]模擬山火條件下線路相地和相間間隙放電特性的檢測裝置

有效

• 申請號: 201410286235.1
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104049189B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 吳田;劉凱;彭勇;劉庭;肖賓;蘇梓銘;唐盼;劉艷
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種放電特性檢測裝置，具體涉及一種模擬山火條件下線路相地和相間間隙放電特性的檢測裝置。

背景技術

架空輸電線路的外絕緣是以空氣作為絕緣介質，受大氣條件影響，如風、雨、雷電、雪等常導致線路外絕緣失效而跳閘，這些跳閘故障一般發生在塔頭或絕緣子串等位置，但線路下方發生的山火卻會導致線路相地或相間發生放電而跳閘。極端高溫和干旱天氣條件下，森林易發大面積山火，當線路下方出現山火時，線路相地或相間間隙就會發生擊穿，特別是山火經過多回線路共用的走廊時有可能引發多條線路跳閘，導致大面積停電事故。

山火是一種發生在林野間難以控制的火災，不僅溫度和火焰高度高，而且還卷入大量的灰燼和煙霧，在山坡和風力等因素的作用下，對線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率即空間電荷、煙氣與灰燼和高溫的多相體，其放電特性遠比純空氣間隙復雜。當前輸電線路防山火還停留在線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施，如何有效管理輸電線路附近的植被對確保輸電線路在山火條件下安全和可靠性具有重要意義，輸電線路在山火條件下的絕緣性能對輸電線路設計、運行維護以及緊急條件下調度與運行同樣具有重要意義。

現有技術中在山火條件下對輸電線路相地或相間間隙進行擊穿特性的研究，是解決輸電線路在山火條件下絕緣失效的重要途徑，但是當前模擬山火放電檢測存在下述缺陷：

①：模擬山火的重復性差，導致檢測結果的重復性和分散性大，不利于分析模擬山火的放電規律；

②：模擬山火的可控性差；

③：模擬山火的相似性差，模擬山火的結果能否應用于輸電線路山火跳閘規律的分析，取決于檢測條件下以及山火條件下放電的相似性；

④：模擬山火的尺度性差，若將檢測條件下的模擬山火達到實際山火的規模，操作起來困難，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模模擬山火的檢測結果應用于實際山火的關鍵。

綜上，提供一種能夠種模擬交直流輸電線路不同的相(極)地和相(極)間間隙的山火放電的檢測裝置顯得尤為重要。

發明內容

為了滿足現有技術的需要，本發明提供了一種模擬山火條件下線路相地和相間間隙放電特性的檢測裝置，所述裝置包括輸電線模擬單元、山火模擬單元、測量單元和電源單元；

所述輸電線模擬單元，用于模擬交直流輸電線路的相地間隙、極地間隙、相間間隙和極間間隙；

所述測量單元，用于測量山火火焰的形態、溫度、泄漏電流和放電電壓。

優選的，所述輸電線模擬單元包括連接與兩個立柱頂端之間的鋼絲繩；模擬導線通過銅線懸掛在所述鋼絲繩的中段；

優選的，所述山火模擬單元包括燃料臺、稱重單元和送風單元；

所述稱重單元包括稱重平臺和測量模塊，用于對燃料垛的消耗速率進行監測，從而獲取所述燃料垛燃燒時釋放的熱功率；

所述燃料臺包括通過絕緣墊片設置在所述稱重平臺的金屬網狀電極，用于模擬接地電極；所述金屬網狀電極上設置有所述燃料垛；

所述送風單元包括設置在所述稱重平臺下方的送風管道；所述送風單元用于向所述燃料垛傳輸風力、顆粒物和堿金屬鹽顆粒，從而調整所述山火火焰的高度、溫度、顆粒物含量和電導率；

優選的，所述測量單元包括阻容分壓器、取樣電阻、數據采集卡、紅外測溫單元、視頻采集單元和PC機；

所述阻容分壓器連接于模擬導線與所述數據采集卡之間，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狀電極與所述數據采集卡之間，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；

所述PC機，依據對所述數據采集卡發送的電壓信號和電流信號，對所述山火火焰的放電過程進行分析；

優選的，所述電源單元包括依次連接的真空開關、調壓器和變壓器；所述真空開關接入380V電源；所述變壓器依次通過交直流切換開關和保護電阻與所述輸電線模擬單元相連；

優選的，所述稱重單元、所述數據采集卡、所述紅外測溫單元和所述視頻采集單元通過信號同步裝置與所述PC機相連。

與最接近的現有技術相比，本發明的優異效果是：

1、本發明技術方案中，燃料垛采用等間距布置的長方形燃料條，每層長方形燃料條之間交叉布置，使得山火大小可控、山火火焰穩定性和重復性較高，有效彌補了模擬山火條件下檢測數據分散性大，重復性差的不足的缺點；