[發明專利]一種電網覆冰體積密度和孔隙率的測量方法

有效

• 申請號: 201510316623.4
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN105004630A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 李亞偉;張星海
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網四川省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00;G01N15/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 崔建中

技術領域

本發明涉及電網覆冰測量和測量方法，具體涉及一種電網覆冰體積密度和孔隙率的測量方法。

背景技術

電網覆冰一直是困擾世界各國的技術難題，覆冰造成的導線舞動、斷線、倒塔、閃絡甚至電網解列等事故，嚴重威脅電力系統的安全運行，造成了國民經濟和民生的巨大損失。隨著輸電線路電壓等級的提高和輸送距離的增加，途經區域地形地貌、海拔高度、氣候條件、大氣環境越來越復雜，不同區域的覆冰狀況和覆冰形態存在差異，因此必須針對不同地區尋求差異化的電網覆冰解決方案。

因此，對覆冰形態的研究是對電網覆冰，尤其是絕緣子串覆冰閃絡的相關研究的基礎，受到研究人員的普遍關注；而覆冰體積密度和孔隙率作為區分覆冰形態和衡量覆冰程度的重要指標，目前尚無準確度高和易于在野外進行現場操作的測量方法，給相關的研究和調研帶來不便。

目前測量覆冰密度的主要方法為排液法，但由于覆冰內部存在大量毛細孔，當覆冰浸入水或油中時，毛細效應導致大量的液態水進入冰中，致使測得的覆冰體積偏小，密度偏大。根據定義，上述方法測得的實際為覆冰除去孔隙后的真實密度，而非想要得到的體積密度。為了解決這一問題，在用排液法測量覆冰體積之前，用聚乙烯胺乙烯酯膜將覆冰表面包覆，能夠避免液體進入內部，但是由于絕緣子或導線表面覆冰形狀不規則，覆膜難以均勻地包覆于覆冰表面，而且覆膜與冰之間的空隙也會使得測得的體積偏大，另外這種方法也不適合在野外操作。

發明內容

本發明提供了一陣準確度高、使用方便簡單、適宜現場人員取樣后就地測量的電網覆冰體積密度和孔隙率的測量方法。

本發明采用的技術方案是：一種電網覆冰體積密度和孔隙率的測量方法，包括以下步驟：

(1)取覆冰樣品置于容器中，測量覆冰樣品質量為m₁；

(2)從容器中取出覆冰樣品，向容器中加入一定量水，測量水的質量為M₁；

(3)將覆冰樣品放入容器中，使樣品完全浸沒于水中后，測量覆冰樣品與水的質量為M₂；

(4)迅速將步驟(3)容器中的水倒出，測量此時覆冰樣品質量為m₂；

(5)計算覆冰樣品的真實體積V₂：

V₂＝(M₂-M₁)/ρ_液

式中：ρ_液為水的密度；

(6)計算覆冰樣品包括毛細孔在內的體積V₁：

V₁＝V₂+(m₂-m₁)/ρ_液

(7)計算覆冰體積密度ρ_體：

ρ_體＝m₁/V₁

(8)計算覆冰樣品的孔隙率P：

P＝1-V₂/V₁

所述步驟(1)～(4)中測量過程溫度保持在0℃；所述步驟(2)～(4)中水的溫度保持在0℃～0.5℃以內。

作為優選，所述步驟(1)～(4)測量過程在無風的環境中進行。

本發明的有益效果是：

(1)本發明計算得到的覆冰體積密度和孔隙率準確；

(2)本發明測量計算簡單易行，適于現場觀冰人員就地取樣后測量。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

一種電網覆冰體積密度和孔隙率的測量方法，(1)取覆冰樣品置于容器中，測量覆冰樣品質量為m₁；

(2)從容器中取出覆冰樣品，向容器中加入一定量水，測量水的質量為M₁；

(3)將覆冰樣品放入容器中，使樣品完全浸沒于水中后，測量覆冰樣品與水的質量為M₂；

(4)迅速將步驟(3)容器中的水倒出，測量此時覆冰樣品質量為m₂；

(5)計算覆冰樣品的真實體積V₂：

V₂＝(M₂-M₁)/ρ_液

式中：ρ_液為水的密度；

(6)計算覆冰樣品包括毛細孔在內的體積V₁：