[發明專利]一種輸電線路山火跳閘試驗平臺數據全自動采集和控制方法

有效

• 申請號: 201410477608.3
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104267637A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陸佳政;周特軍;張紅先;方針;李波;吳傳平;蔣正龍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 馬家駿

技術領域

本發明涉及輸電線路山火防治技術領域，尤其涉及一種輸電線路山火跳閘試驗平臺數據全自動采集和控制方法。

背景技術

近年來，受持續干旱天氣以及輸電線路附近居民生產生活的影響，輸電線路走廊內山火事故頻發，嚴重威脅了電網的安全穩定運行。在山火導致的輸電線路跳閘機理研究方面，國內外許多科研工作者通過建立輸電線路山火跳閘模擬實驗室進行了許多探索。目前還沒有輸電線路山火跳閘平臺的數據自動采集和監控系統，在試驗過程中大多根據實驗現象人工記錄某一時間點的數據。

現有輸電線路山火跳閘平臺的數據采集方法存在諸多問題，具體表現在以下幾個方面：

1、由于山火條件下輸電線路跳閘機理復雜，需要記錄的數據特別多，人工記錄數據的方式，存在讀數出錯的問題，大大增加了實驗人員工作量，降低了實驗效率；

2、輸電線路山火跳閘影響因素亦隨燃燒過程的變化而不斷變化，因此，定時間點記錄方式難以保證輸電線路山火跳閘數據的準確性和完整性，從而得出不準確的輸電線路山火跳閘與影響因素的規律，對實際電網防山火指導性不夠；

3、在輸電線路山火跳閘實驗過程中，燃燒臺附近受輻射熱而溫度較高，且山火條件下輸電線路存在擊穿空氣間隙的可能，對靠近輸電線路山火跳閘試驗平臺的記錄人員造成人身安全威脅。

另外，由于許多測量設備不能在模擬輸電線路加高電壓的條件下進行測量，否則會導致輸電線路對測量設備放電。因此，現有輸電線路山火跳閘試驗沒有采集電離程度、煙塵濃度等數據，不能定量分析對這些因素輸電線路山火跳閘的影響。

因此，本發明提出了一種輸電線路山火跳閘試驗平臺數據全自動采集和控制方法，該方法自動準確完整采集輸電線路山火跳閘實驗過程中溫度、燃料重量、煙塵濃度、火焰電導率、火焰中電子離子濃度、風速風向以及輸電線路的電流電壓等數據，并傳輸到控制室供展示，同時，可以通過控制燃燒物、燃燒狀態保證數據采集的準確性。

發明內容

為了解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出了一種輸電線路山火跳閘試驗平臺數據全自動采集和控制方法，可以采集輸電線路山火跳閘實驗過程中溫度、燃料重量、煙塵濃度、火焰電導率、火焰中電子離子濃度、風速風向以及輸電線路的電流電壓等數據，通過控制燃燒物、燃燒狀態保證數據采集的準確性。

本發明提出的一種輸電線路山火跳閘試驗平臺數據全自動采集和控制方法，包括如下步驟：

（1）設置一種輸電線路山火跳閘試驗平臺數據全自動采集系統，該系統包括電源模塊、測量模塊、燃燒臺、模擬輸電線路、調理電路、數據采集卡和計算機，模擬輸電線路、燃燒臺均設置在實驗室內，電源模塊依次通過調壓器、變壓器與輸電線路連接，測量模塊采集的信號通過調理電路與數據采集卡連接，數據采集卡通過PCI總線與計算機連接，計算機上設有跳閘實驗控制臺、采集數據顯示平臺和視頻顯示平臺；?

????測量模塊包括熱電偶、重量傳感器、粉塵濃度測量儀、電阻儀、離子探針、風速傳感器、泄漏電流采集裝置、分壓器和高速攝像機，熱電偶設置在燃燒臺上方用于測量不同火焰高度的溫度；重力傳感器安裝在燃燒臺的金屬板上；粉塵濃度測量儀采用槍頭采集不同高度的煙氣用于分析空氣中煙塵的濃度；電阻儀測量火焰上部的鐵絲網與燃燒臺上金屬板之間的間隙電導率即為火焰電導率；離子探針置于輸電線路下方0.8～1.2m處左右的煙羽流中；風速傳感器置于燃燒臺上方0.8～1.2m處；泄漏電流采集裝置一端接火焰底部，另一端接地；輸電線路電壓直接采集分壓壓器高壓側電壓值；高速攝像機的鏡頭用于對準燃燒臺、火焰以及或模擬輸電線路；

（2）稱取A單位的燃燒物置于燃燒臺，控制液態燃料噴嘴將B單位汽油噴灑在燃燒臺的燃燒物上，將火種投擲在燃燒臺點燃燃燒物，然后打開鼓風機并控制鼓風機風量大小；

（3）測量模塊中的熱電偶、重量傳感器、煙塵濃度監測儀、電阻儀、離子探針、風速傳感器測量相應信號，將信號傳輸至調理電路并轉換為數字信號，再傳輸至數據采集卡；

（4）數據采集卡采集的數據經過PCI總線傳輸至計算機，通過計算機上安裝的基于LabView軟件開發的輸電線路山火跳閘試驗軟件分析，得到輸電線路山火跳閘試驗平臺的溫度、重量、煙塵濃度、火焰電阻、離子濃度、風速風向數據；

（5）作出步驟（2）中汽油燃料的質量損失曲線，以表征燃燒過程中不同時刻的燃燒速率和燃燒強度；