[發明專利]一種覆冰導線冰柱表面局部換熱系數的測量方法

有效

• 申請號: 201610872116.3
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106645276B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 黃新波;高華;朱永燦;鄭心心;崔運濤;胡瀟文;周巖;李志文
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 成丹

本發明公開了一種覆冰導線冰柱表面局部換熱系數的測量裝置，包括控制器，控制器上分別連接有環境溫度濕度采集模塊、看門狗模塊、電源模塊、通信模塊、EEPROM模塊、信號采集電路，信號采集電路與多通道溫度傳感器連接，多通道溫度傳感器的多個端子等間距的連接在冰柱表面纏繞的鋁絲上。本發明還公開了利用上述裝置測量冰柱表面局部換熱系數的方法。本發明一種覆冰導線冰柱表面局部換熱系數的測量裝置及測量方法，可以靈活、快速、精確的得到冰柱表面的換熱系數。

技術領域

本發明屬于電氣設備絕緣測試技術領域，具體涉及一種覆冰導線冰柱表面局部換熱系數的測量裝置，本發明還涉及利用該裝置進行測量換熱系數的方法。

背景技術

當環境溫度較低，碰撞附著到導線上的液滴數量較高時，覆冰表面的未凍結水會在重力及風力的作用下滴落，在此過程中伴隨著冰柱的形成。

輸電線路覆冰冰柱的出現給電力系統的安全穩定運行造成嚴重威脅，常造成導線舞動、弧垂下降、短路放電、斷線斷股、金具損壞、不同期脫冰導線跳躍以及桿塔倒塌等事故，極易造成戶外電力設備損壞；冰柱在溫度、風力、機械振動作用下脫落，很可能造成下方人員、設備的嚴重損壞；冰柱在戶外電力絕緣設備生長橋接，造成絕緣材料有效絕緣距離減小，容易引發電力系統閃絡跳閘事故。

對高壓輸電線、通信線危害極大，嚴重危害電力系統的安全運行。且事故多發生在寒冬或初春季節，冰雪天氣，影響搶修進度，恢復供電的時間將被延長，造成居民生活不便，有時甚至會造成巨大的經濟損失。

輸電線路覆冰積雪威脅著電力及通信網絡的安全可靠運行，幾十年來國內外一直不斷的研究和探索抗擊冰害對電網系統的影響，對于大氣覆冰形成條件，不同類型覆冰機理以及防冰除冰措施做出了一系列深入的研究，并在線路設計階段制定了一些設計標準和規范；目前，在分析實時監測融冰模型中，影響因素最大的就是對流換熱系數；所以對于為了更有效地針對抗冰融冰采取有效措施，準確的測得對流換熱系數就顯得尤為重要。

對流換熱系數體現的是流體和固體表面的換熱能力，其精確計算有助于提高覆冰生長熱平衡方程計算精度。它僅受結冰對象形狀、部位以及流體物理特性影響，而與結冰對象的密度、導熱率、比熱容無關，而對于覆冰導線冰柱表面的對流換熱，因為其特殊的幾何外形而使得換熱系數的測量顯得更加的困難，目前尚無冰柱表面換熱系數實時測試技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種覆冰導線冰柱表面局部換熱系數的測量裝置，解決了現有實驗無法測量冰柱這種特殊形貌的局部換熱系數的問題。

本發明的另一個目的是提供利用上述裝置進行測量換熱系數的方法。

本發明所采用的第一種技術方案是，一種覆冰導線冰柱表面局部換熱系數的測量裝置，包括控制器，控制器上分別連接有環境溫度濕度采集模塊、看門狗模塊、電源模塊、通信模塊、EEPROM模塊、信號采集電路，信號采集電路與多通道溫度傳感器連接，多通道溫度傳感器的多個端子等間距的連接在冰柱表面纏繞的鋁絲上。

本發明的第一種技術方案的特點還在于：

控制器上還連接有環境風速風向采集模塊。

控制器上還連接有液晶顯示屏。

控制器上還連接有按鍵模塊。

本發明所采用的第二種技術方案是，一種測量覆冰導線冰柱表面局部換熱系數的方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1：搭建人工氣候室的覆冰條件，并對模擬導線進行覆冰；

步驟2：計算步驟1的冰柱的換熱系數；

步驟3：將步驟2得到的換熱系數存儲在EEPROM模塊并通過通訊模塊發送到監控中心；