CN102890188B - 间隔棒能耗试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间隔棒能耗试验方法，其特征在于按以下步骤进行：1）安装一组铜杆；2）安装测温探头；3）连接电流互感器；4）连接电压表；5）试验回路通电；6）测量、计算并记录试验电流、铜杆温度和一组铜杆的总能耗P_l；7）固定被试间隔棒；8）测量、计算并记录试验电流、铜杆温度和铜杆与间隔棒的总能耗P_fl，计算出单个间隔棒能耗值；9）卸下间隔棒；10）重复测试两次；11）计算单个间隔棒能耗P_f平均值。本发明的间隔棒能耗试验方法，可以将非电气接续金具的能耗特性研究深入到定量的层面，可以为生产企业的间隔棒的优化设计和电网中间隔棒的选型提供必要的参考数据。

Description

间隔棒能耗试验方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其涉及间隔棒电能损耗测试领域，具体地说是一种间隔棒的电流、温度及能耗的测试方法。

背景技术

间隔棒是分裂导线线路中重要的电力器材，担负着安全送电的重要使命。

目前间隔棒能耗研究存在的问题主要体现在：间隔棒的能耗研究工作集中在电晕的损耗上，对于磁滞和涡流损耗甚少涉及。间隔棒能耗相对于整个线路损耗而言所占比例相对较小，损耗与其结构参数、材质特性、型号规格、电流密度、电磁特性、环境条件等多种因素紧密相关，分析计算复杂，传统的测量手段很难测出实际运行中的电力器材的能量损耗。而我国在这方面缺乏相应的国家标准，没有定型的测量装置和有效的测试方法，能耗特性研究大多停留在定性分析的层面上，未开展系统而全面的能耗测试基础研究，无法为间隔棒的优化设计和选型提供必要的参考数据，也无法较为客观地为电网提供运行成本数据。

因此，在倡导节能降损的大环境下，研究间隔棒电能损耗试验方法，显得十分必要和重要。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种间隔棒能耗试验方法。本发明采用差值法测量间隔棒的电能损耗，能够准确定量、切合实际地测试间隔棒的能耗。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：间隔棒能耗试验方法，其特征在于按以下步骤进行：

1）选择与被试间隔棒所允许安装的最大导线直径接近的一组铜杆，并将其按被试间隔棒各子导线间的相互位置关系固定到一对铜板上，其中铜杆数量与被试间隔棒的线槽数相同；

2）将测温探头置于铜杆的中央位置，采用聚四氟乙烯自黏带包覆测温探头进行固定，使测温探头紧固于铜杆表面；

3）将一对铜板上的引流柱通过铜线连接到大电流设备输出端的两端，并将其中一根铜线穿过穿心电流互感器；在电流互感器的二次侧接功率计的电流表回路；所述的功率计为集成式，可同时显示电流、电压、功率因数和功率；

4）在任意一根铜杆的两端头与靠近端头的间隔棒之间的任意位置用铜单丝紧扎3~4圈，使之与铜杆紧密接触，铜杆两端的铜单丝通过功率计的测试线接入功率计的电压表回路；

5）让电流通过试验回路，使铜杆温度达到稳定状态，恒温30min；同时控制环境温度在15℃~25℃之间，如需用空调来调节实验室温度时，实验室内的风速控制在0.1m/s以内，实验室无阳光直射；

6）恒温30min结束后，测量并记录试验电流、铜杆温度和一组铜杆的总能耗P_l，断电降温，其中一组铜杆的总能耗P_l即为功率计上读取的功率值，等于电流、电压和功率因素乘积；

7）待铜杆温度降至实验室温度＋5℃以内时，将一组被试间隔棒安装到铜杆上，并保证线槽与相应的铜杆紧密接触；各个间隔棒之间的间隔不小于50cm，位于端头的两个间隔棒离铜板之间的距离不小于50cm；

8）让电流通过试验回路，待铜杆温度达到稳定状态，恒温30min结束后测量、计算并记录试验电流、铜杆温度和铜杆与间隔棒的总能耗P_fl，运用公式（1-1）计算出单个间隔棒能耗值，

$P_f=\frac{P_{\mathrm{fl}}-P_l}{N}...(1-1)$

式中：

P_f——单个间隔棒能耗，单位W；

P_fl——间隔棒与4根铜杆总能耗，单位W；

P_l——4根铜杆能耗，单位W；

N——间隔棒数量，单位个；

9）断开电流，待铜杆温度降至实验室温度＋5℃以内时，卸下间隔棒；

10）重复步骤5）~8）两次；

11）3次循环完毕后，计算单个间隔棒能耗P_f平均值。

本发明的间隔棒能耗试验方法，可以将间隔棒的能耗特性研究深入到定量的层面，可以为生产企业的间隔棒的优化设计和电网中间隔棒的选型提供必要的参考数据。

本发明的间隔棒能耗试验方法，适用于各种类型的间隔棒，如DLT 1098-2009《间隔棒技术条件和试验方法》标准规定的b）三分裂间隔棒、c）十字形间隔棒、d）环形间隔棒和g）方形间隔棒，包括刚性间隔棒、柔性间隔棒或阻尼间隔棒，同时也适用于跳线间隔棒。

作为本发明的进一步改进，在步骤7）中，所述的一组被试间隔棒按以下方法与所述的一组铜杆连接：

7.1）将其中的一根铜杆卸下；

7.2）将一组被试间隔棒的各线槽分别固定到相应的根铜杆上，此时，各间隔棒均有一个线槽空置；

7.3）将所述卸下的铜杆穿过被试间隔棒的空置线槽后两端固定到所述的一对铜板（10）上。

上述被试间隔棒的安装方法可以快捷将试间隔棒固定到测试装置上。

作为本发明的再进一步改进，每组被试间隔棒的数量为5个，即可以比较精确地测量间隔棒的的能耗，也有利于试样的安装，铜棒的长度也比较合适，测试装置的稳定性高。

作为本发明的再进一步改进，在步骤2）中，采用聚四氟乙烯自黏带包覆测温探头进行固定。

根据本发明，在步骤4）中，将两根铜单丝的一端在任意一根铜杆的两端头与靠近端头的间隔棒之间的任意位置紧扎3~4圈，使之与铜杆紧密接触。采用箍扎方法固定铜单丝，即简单方便，同时电连接非常可靠。

作为本发明的再进一步改进，所述的铜单丝的直径为0.8±0.2mm。

作为本发明的再进一步改进，在步骤5）和步骤8）中，初期电流值为测试电流的1-1.5倍，以达到快速升温的目的，加快实验进程。

作为本发明的再进一步改进，在于6）和步骤9）中，可采用强迫降温使铜杆温度降到实验室温度＋5℃以内，以提高测试效率。

根据本发明，步骤3）和步骤4）中的电流表和电压表为单独的表头，或者采用直接显示电流、电压和功率的功率计测量功率，功率计上的电流测试端和电压测试端的接法与步骤3）和步骤4）相同。

本发明的测试装置，简单来说包括一到多组铜杆和一对铜板，每组铜杆的直径相同，对应于一种导线规格。通常采用四组铜杆便可覆盖各种导线规格的间隔棒。实际测试时选择其中一组与被试间隔棒所允许安装的最大导线直径接近的一组铜杆进行安装。

将该组选中的铜杆两端通过铜螺母固定到一对铜板上。在每个铜板上均设有一个引流柱用于连接电源。所述引流柱可以与所述的铜板固定连接，也可以是可脱卸连接。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是三分裂间隔棒的结构示意图。

图2是方形间隔棒的结构示意图。

图3是十字形间隔棒的结构示意图。

图4是环形间隔棒的结构示意图。

图5是跳线间隔棒的结构示意图。

图6是间隔棒能耗测试装置的结构示意图。

图7是铜板的结构示意图，其中图7（a）是主视图，图7（b）是图7（a）的A-A向剖视图，图7（c）是后视图。

图8是铜杆与铜板的连接示意图。

图9是本发明间隔棒能耗试验方法的流程图。

图中，1-间隔棒，2-铜螺母，3-支架，4-万向轮，5-T形支套，6-大铜螺母，7-铜杆，8-铜板上的贯穿孔，9-铜板上的中央通孔，10-铜板，11-引流柱，101-间隔棒本体，102-间隔棒夹爪，103-间隔棒线槽，L-子导线间隔距离，D-子导线直径，801、802、803、804、805、806、807、808、809、8110、8011-铜板上三组贯穿孔。

具体实施方式

本发明的间隔棒能耗试验方法，采用间隔棒能耗测试装置进行测试。该间隔棒能耗测试装置可用于测量三分裂间隔棒（如图1所示）、方形间隔棒（如图2所示）、十字形间隔棒（如图3所示）、环形间隔棒（如图4所示）、跳线间隔棒（如图5所示），以及其它类似结构的三分裂或四分裂间隔棒，包括刚性间隔棒、柔性间隔棒或阻尼间隔棒。子导线间隔距离L为450mm或500mm。间隔棒1的本体101根据不同的类别可以是方形、圆形、星形、十字形或其它结构，端部设有夹爪102。夹爪102的个数与其分隔的子导线的数量相同，三分裂间隔棒的夹爪102为三个，四分裂间隔棒的夹爪102为四个。每个夹爪102均可开合，闭合时形成一个线槽103，用于夹持子导线。该线槽103的直径与其夹持的子导线的直径D相同，以保持夹紧状态。

参照图6，本发明的间隔棒能耗测试装置，包括一对铜板和至少一组铜杆。每个铜板10铜板由边长为700mm的正方形、厚度为20mm的T2铜制成。铜板10底部由支架3支撑。参照图7，每个铜板10上开设有一个直径为72mm的中央通孔9和三组直径为36mm的贯穿孔8。其中第一组贯穿孔由四个呈正方形排列、边长为500mm的贯穿孔801、804、807和809组成，该组贯穿孔的正方形四边与铜板10的四边平行，用于测量子导线间距为500mm的四分裂间隔棒；第二组贯穿孔由四个呈正方形排列、边长为450mm的贯穿孔803、806、808和8011组成，该组贯穿孔的正方形四边与铜板10的四边呈一定角度，，用于测量子导线间距为450mm的四分裂间隔棒；第三组贯穿孔由三个呈正三角形排列、边长为450mm的贯穿孔802、805、8010组成，该组贯穿孔的正三角形的底边与铜板10的底边平行，用于测量子导线间距为450mm的三分裂间隔棒；所述的三组贯穿孔8的中心重合。

所述的中央通孔9上连接一引流柱11。所述的铜板10的中央通孔9与所述的引流柱11采用可脱卸方式连接。引流柱11穿过所述铜板10的中央通孔9后用一个大铜螺母6固定。

在本实施方式中，所述的铜杆共有四组，直径分别为34.3mm、30.0mm、26.8mm和23.8mm。每组铜杆包括四根相同直径的铜杆7。铜杆两端各做100mm长的螺纹，其中每组铜杆中的一根铜杆的一端做250mm长的螺纹，螺纹尺寸对应铜杆分别M30、M27、M24、M22。

参照图8，每根铜杆10的每端各配置有一对铜螺母2和一对T形支套5。所述的一对T形支套5从铜板10的两面嵌入相应的贯穿孔8，铜杆7的一端旋入其中一个铜螺母2后依次穿过该对T形支套5，再旋入另一铜螺母2使铜杆7的一端固定在所述的铜板10上。采用T形支套5可使铜杆与铜板之间的接触面更大，电连接更可靠。

参照图9，以子导线间隔距离为500mm的十字形间隔棒为例，本发明的间隔棒能耗试验方法按以下步骤进行：

1）选择与被试间隔棒所允许安装的最大导线直径接近的一组铜杆，并将其固定到一对铜板10的贯穿孔801、804、807和809上；

2）将测温探头置于铜杆的中央位置，采用聚四氟乙烯自黏带包覆测温探头进行固定，使测温探头紧固于铜杆表面；

3）将一对铜板10上的引流柱11通过铜线连接到大电流输出端的两极，并将其中一根铜线穿过穿心电流互感器；在电流互感器的二次侧接功率计的电流表回路；

4）在任意一根铜杆的两端头与靠近端头的间隔棒之间的任意位置用铜单丝紧扎3~4圈，使之与铜杆紧密接触，铜杆两端的铜单丝通过功率计的测试线接入功率计的电压表回路；所述的铜单丝的直径为0.8±0.2mm；

5）让电流通过试验回路，使铜杆温度达到稳定状态，恒温30min；为了缩短试验时间，可加大初期电流以加速升温，但不得超过试验电流的1.5倍；同时控制环境温度在15℃~25℃之间，如需用空调来调节实验室温度时，实验室内的风速控制在0.1m/s以内，实验室无阳光直射；

6）恒温30min结束后，测量并记录试验电流、铜杆温度和一组4根铜杆的总能耗P_l，断电降温，其中一组铜杆的总能耗P_l通过电流、电压和功率因素相乘得到；

7）待铜杆温度降至实验室温度＋5℃以内时，将一组5个被试间隔棒按以下方法分别安装到相应的一组铜杆上，并保证线槽与相应的铜杆紧密接触：

7.1）将其中的一根铜杆卸下；

7.2）将一组被试间隔棒的三个线槽分别固定到相应的根铜杆上，此时，各间隔棒均有一个线槽空置；

7.3）将所述卸下的铜杆穿过被试间隔棒的空置线槽后两端固定到所述的一对铜板10上；

各个间隔棒之间的间隔不小于50cm，位于端头的两个间隔棒离铜板之间的距离不小于50cm；

8）让电流通过试验回路，待铜杆温度达到稳定状态，恒温30min结束后测量并记录试验电流、铜杆温度和铜杆与间隔棒的总能耗P_fl，运用公式（1-1）计算出单个间隔棒能耗值，

$P_f=\frac{P_{\mathrm{fl}}-P_l}{N}...(1-1)$

式中：

P_f——单个间隔棒能耗，单位W；

P_fl——间隔棒与4根铜杆总能耗，单位W；

P_l——4根铜杆能耗，单位W；

N——间隔棒数量，单位个；

9）断开电流，待铜杆温度降至实验室温度＋5℃以内时，卸下间隔棒；为缩短降温时间，允许强迫降温，但应保证试验回路的各处降温速度均匀；

10）重复步骤5）~8）两次；

11）3次循环完毕后，计算单个间隔棒能耗P_f平均值。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.间隔棒能耗试验方法，其特征在于按以下步骤进行：

1)选择与被试间隔棒所允许安装的最大导线直径接近的一组铜杆，并将其按被试间隔棒各子导线间的相互位置关系固定到一对铜板(10)上，其中铜杆数量与被试间隔棒的线槽数相同；

2)将测温探头置于铜杆的中央位置，并且紧固于铜杆表面；

3)将一对铜板(10)上的引流柱(11)通过铜线连接到大电流输出端的两极，并将其中一根铜线穿过穿心电流互感器；在电流互感器的二次侧接功率计的电流表回路；所述的功率计为集成式，可同时显示电流、电压、功率因数和功率；

4)在任意一根铜杆的两端头与靠近端头的间隔棒之间的任意位置用铜单丝紧扎3～4圈，使之与铜杆紧密接触，铜杆两端的铜单丝通过功率计的测试线接入功率计的电压表回路；

5)让电流通过试验回路，使铜杆温度达到稳定状态，恒温30min；同时控制环境温度在15℃～25℃之间，如需用空调来调节实验室温度时，实验室内的风速控制在0.1m/s以内，实验室无阳光直射；

6)恒温30min结束后，测量并记录试验电流、铜杆温度和一组铜杆的总能耗P_l，断电降温；

7)待铜杆温度降至实验室温度+5℃以内时，将一组被试间隔棒分别安装到相应的一组铜杆上，并保持线槽与相应的铜杆紧密接触；各个间隔棒之间的间隔不小于50cm，位于端头的两个间隔棒离铜板之间的距离不小于50cm；

8)让电流通过试验回路，待铜杆温度达到稳定状态，恒温30min结束后测量并记录试验电流、铜杆温度和铜杆与间隔棒的总能耗P_fl，运用公式(1-1)计算出单个间隔棒能耗值，

$P_f=\frac{P_{\mathrm{fl}}-P_l}{N}\·\·\·(1-1)$

式中：

P_f——单个间隔棒能耗，单位W；

P_fl——间隔棒与4根铜杆总能耗，单位W；

P_l——4根铜杆能耗，单位W；

N——间隔棒数量，单位个；

9)断开电流，待铜杆温度降至实验室温度+5℃以内时，卸下间隔棒；

10)重复步骤5)～8)两次；

11)3次循环完毕后，计算单个间隔棒能耗P_f平均值。

2.如权利要求1所述的间隔棒能耗试验方法，其特征在于在步骤7)中，所述的一组被试间隔棒按以下方法与所述的一组铜杆连接：

7.1)将其中的一根铜杆卸下；

7.2)将一组被试间隔棒的各线槽分别固定到相应的根铜杆上，此时，各间隔棒均有一个线槽空置；

7.3)将所述卸下的铜杆穿过被试间隔棒的空置线槽后两端固定到所述的一对铜板(10)上。

3.如权利要求1所述的间隔棒能耗试验方法，其特征在于每组被试间隔棒的数量为5个。

4.如权利要求1所述的间隔棒能耗试验方法，其特征在于在步骤2)中，采用聚四氟乙烯自黏带包覆测温探头进行固定。

5.如权利要求1所述的间隔棒能耗试验方法，其特征在于所述的铜单丝的直径为0.8±0.2mm。

6.如权利要求1所述的间隔棒能耗试验方法，其特征在于在步骤5)和步骤8)中，初期电流值为测试电流的1-1.5倍。

7.如权利要求1所述的间隔棒能耗试验方法，其特征在于6)和步骤9)中，采用强迫降温使铜杆温度降到实验室温度+5℃以内。

8.如权利要求1-7任何一项所述的间隔棒能耗试验方法，其特征在于步骤3)和步骤4)中的电流表和电压表为单独的表头，或者采用直接显示电流、电压和功率的功率计测量功率，功率计上的电流测试端和电压测试端的接法与步骤3)和步骤4)相同。