CN104567983A - 特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，包括总控装置、大电流发生装置、大电流测量装置、第一大电流软连接、第二大电流软连接、第一分裂导线转换装置、第二分裂导线转换装置、第一分布式受力调节检测装置、第二分布式受力调节检测装置、全绝缘试验基座、分布式环境参数控制系统、覆冰融冰观测装置和高跨距封闭室体。本装置：1)、可模拟各种环境条件下特高压分裂导线实际融冰特性；2)、可研究各种环境条件下的特高压分裂导线的融冰电流—时间曲线；3)、可模拟各种环境条件下特高压分裂导线的覆冰特性，研究线路的覆冰机理；4)、可模拟特高压导线覆冰、融冰过程中的受力情况，得到导线的受力变化曲线。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，特别涉及一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台。
背景技术
导线覆冰将严重影响线路的安全稳定运行，尤其特高压线路，其输送容量大，线路非计划停运对电网稳定威胁大，因此建立特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台研究特高压分裂导线融冰具有深远的理论价值和现实意义。特高压分裂导线具有分裂数多，导线截面积大，所需融冰电流大等特点，但国内外目前仍采用适用于小截面、非分裂导线的小型人工气候试验平台来模拟特高压分裂导线单根子导线的融冰试验。在该类试验中，特高压分裂导线的融冰试验被简单拆分成各子导线形成闭环导线小圈在狭小的人工气候罐室内的单独融冰试验来模拟，这样的模拟存在很大的缺陷。其一，由于人工气候罐室空间狭小，罐室内温度、湿度、风速、风向等无法稳定均匀控制，存在较大的边际效应，无法模拟现实融冰环境，从而导致得到的融冰电流—时间特性曲线与实际相差甚远，无法有效指导现场融冰工作。其二，单根导线的融冰电流无法真实模拟各子导线在特高压分裂导线分裂结构中的电流分布，按单根导线得到的实际融冰电流叠加会远大于特高压分裂导线实际融冰所需电流，导致融冰装置容量过大而生产困难，融冰电流过大而对导线造成破坏。其三，试验升流装置难以满足高达15000A的电流输出，无法开展特高压八分裂导线融冰试验。其四，单根导线形成闭环线圈的融冰试验过程中，覆冰容易受导线弯曲导致的本身较大应力影响而易于脱落，导致模拟融冰时间远小于实际融冰时间。因此，亟需开发一种能模拟实际特高压分裂导线融冰环境、融冰受力情况，具备同时进行八分裂导线融冰所需15000A大电流升流功能的特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，以便准确地模拟特高压输电线路所处环境因素对融冰的影响，得到真实的融冰电流—时间特性曲线，研究线路融冰及脱冰时的受力情况，有力的指导特高压分裂导线融冰及运行维护工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对目前的融冰试验系统无法模拟特高压分裂导线融冰的问题，设计一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台。该试验平台可用于研究各种复杂环境条件下特高压分裂导线真实覆冰、融冰特性，特高压分裂导线融冰时的受力情况及脱冰跳跃分析。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，包括总控装置、大电流发生装置、大电流测量装置、第一大电流软连接、第二大电流软连接、第一分裂导线转换装置、第二分裂导线转换装置、第一分布式受力调节检测装置、第二分布式受力调节检测装置、全绝缘试验基座、分布式环境参数控制系统、覆冰融冰观测装置和高跨距封闭室体，所述的总控装置分别电连接大电流发生装置、大电流测量装置、第一分布式受力调节检测装置、第二分布式受力调节检测装置、分布式环境参数控制系统和覆冰融冰观测装置的控制端，所述的大电流发生装置的输出端通过所述第一大电流软连接和第二大电流软连接分别连接上述第一分裂导线转换装置和第二分裂导线转换装置的输入端，第二大电流软连接穿过大电流测量装置的圆环测量空腔，全绝缘试验基座水平安放在高跨距封闭室体内，第一分裂导线转换装置和第二分裂导线转换装置分别机械固定于所述全绝缘试验基座的相对两侧，待测的特高压分裂导线设置于第一分裂导线转换装置和第二分裂导线转换装置之间，第一分布式受力调节检测装置和第二分布式受力调节检测装置分别机械固定于高跨距封闭室体与两个分布式受力调节检测装置对应的两侧壁体相对位置上，第一分裂导线转换装置连接第一分布式受力调节检测装置，第二分裂导线转换装置连接第二分布式受力调节检测装置，分布式环境参数控制系统沿高跨距封闭室体内壁布置，覆冰融冰观测装置正对全绝缘试验基座设置。
所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，所述的总控装置为TYAC-1000/380型带微机控制的总控装置。
所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，所述的大电流发生装置为TYCT-220/15-15000A型调压升流一体化大电流发生装置。
所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，所述的大电流测量装置为HLA-IV-15000霍尔直测式电流互感器。
所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，所述的两个大电流软连接均为通流能力不低于20000A的绝缘软铜线。
所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，所述的两个分裂导线转换装置均为MG-8-15000镀银分孔铜铝转换装置。
所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，所述的两个分布式受力调节检测装置均为XDYL-2型应力检测调整系统。
所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，所述的全绝缘试验基座为厚10mm的环氧树脂板。
所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，所述的分布式环境参数控制系统为QHKZ-2型室内环境调控系统。
所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，所述的覆冰融冰观测装置为HC-9604型防雾、防冰高清摄像头。
本发明的有益效果是：
1)、可模拟各种环境条件下特高压分裂导线实际融冰特性，为特高压线路融冰提供指导；
2)、利用该平台，可研究各种环境条件下的特高压分裂导线的融冰电流—时间曲线，可用于特高压分裂导线的现场融冰的智能控制，提高融冰效率；
3)、可模拟各种环境条件下特高压分裂导线的覆冰特性，研究线路的覆冰机理；
4)、可模拟特高压导线覆冰、融冰过程中的受力情况，得到导线的受力变化曲线，为研究导线的脱冰跳跃提供技术指导。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中1为总控装置，2为大电流发生装置，3为大电流测量装置，4为第一大电流软连接，5为第二大电流软连接，6为第一分裂导线转换装置，7为第二分裂导线转换装置，8为第一分布式受力调节检测装置，9为第一分布式受力调节检测装置，10为全绝缘试验基座，11为分布式环境参数控制系统，12为覆冰融冰观测装置，13为高跨距封闭室体，14为特高压分裂导线。
具体实施方式
参见图1，本发明包括总控装置、大电流发生装置、大电流测量装置、第一大电流软连接、第二大电流软连接、第一分裂导线转换装置、第二分裂导线转换装置、第一分布式受力调节检测装置、第二分布式受力调节检测装置、全绝缘试验基座、分布式环境参数控制系统、覆冰融冰观测装置和高跨距封闭室体，所述的总控装置分别电连接大电流发生装置、大电流测量装置、第一分布式受力调节检测装置、第二分布式受力调节检测装置、分布式环境参数控制系统和覆冰融冰观测装置的控制端，所述的大电流发生装置的输出端通过所述第一大电流软连接和第二大电流软连接分别连接上述第一分裂导线转换装置和第二分裂导线转换装置的输入端，第二大电流软连接穿过大电流测量装置的圆环测量空腔，全绝缘试验基座水平安放在高跨距封闭室体内，第一分裂导线转换装置和第二分裂导线转换装置分别机械固定于所述全绝缘试验基座的相对两侧，待测的特高压分裂导线设置于第一分裂导线转换装置和第二分裂导线转换装置之间，第一分布式受力调节检测装置和第二分布式受力调节检测装置分别机械固定于高跨距封闭室体与两个分布式受力调节检测装置对应的两侧壁体相对位置上，第一分裂导线转换装置连接第一分布式受力调节检测装置，第二分裂导线转换装置连接第二分布式受力调节检测装置，分布式环境参数控制系统沿高跨距封闭室体内壁布置，覆冰融冰观测装置正对全绝缘试验基座设置。
该实施例中的总控装置1采用市售TYAC-1000/380型带微机控制的总控装置，额定通过电流1000A，额定输入电压380V；大电流发生装置2采用TYCT-220/15-15000A型调压升流一体化大电流发生装置，单相，额定输出电流15000A，额定输出电压15V；大电流测量装置3采用HLA-IV-15000霍尔直测式电流互感器；第一大电流软连接4和第二大电流软连接5均采用市售绝缘软铜线压制，通流能力达20000A，长20米；第一分裂导线转换装置6和第二分裂导线转换装置7均采用市售MG-8-15000镀银分孔铜铝转换装置；第一分布式受力调节检测装置8和第二分布式受力调节检测装置9均采用XDYL-2型应力检测调整系统；全绝缘试验基座10采用20m×20m，厚10mm的环氧树脂板；分布式环境参数控制系统11采用QHKZ-2型室内环境调控解决方案，可调控2万m3空间的环境气象参数；覆冰融冰观测装置12采用市售HC-9604型防雾、防冰高清摄像头；高跨距封闭室体13采用混凝土夹心保温墙体构造，尺寸为25m×25m×30m(长×宽×高)。上述总控装置1、大电流发生装置2、大电流测量装置3、第一大电流软连接4、第二大电流软连接5、第一分裂导线转换装置6、第二分裂导线转换装置7、第一分布式受力调节检测装置8、第二分布式受力调节检测装置9、全绝缘试验基座10、分布式环境参数控制系统11、覆冰融冰观测装置12和高跨距封闭室体13按上述技术方案，参照图1及前述工作原理连接成特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台。
本发明的工作原理是：由以上构成的特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台工作时，配置有一段特高压分裂导线。该特高压分裂导线参见附图1，特高压分裂导线14，由一段20米长的特高压八分裂导线组成。将该特高压分裂导线14两端分别连接上述第一分裂导线转换装置6和第二分裂导线转换装置7，通过调节第一分布式受力调节检测装置8和第二分布式受力调节检测装置9检测并调整特高压分裂导线14各子导线的受力，使其与特高压分裂导线现场受力情况一致，即可展开特高压分裂导线人工气候室覆冰或融冰试验。外接交流电源通过所述总控装置1接入本特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台。总控装置1给大电流发生装置2、大电流测量装置3、第一分布式受力调节检测装置8、第二分布式受力调节检测装置9、分布式环境参数控制系统11和覆冰融冰观测装置12提供电源，接收处理其返回的各种信号，显示融冰电流、环境参数、导线覆冰图像及覆冰厚度，绘制融冰电流—时间特性曲线和各子导线受力变化曲线。大电流发生装置2根据融冰需要调节高达15000A的融冰电流输出，经第一大电流软连接4和第二大电流软连接5传输至第一分裂导线转换装置6和第二分裂导线转换装置7，使特高压分裂导线14通过电流发热融冰。第一分裂导线转换装置6和第二分裂导线转换装置7为特高压分裂导线和第一大电流软连接4、第二大电流软连接5建立闭环连接，形成短路升流回路。第一分布式受力调节检测装置8和第二分布式受力调节检测装置9，根据特高压分裂导线现场的受力情况来调节试验用特高压分裂导线各子导线的应力，使其与现场情况一致。全绝缘试验基座10给试验平台中特高压分裂导线14、第一分裂导线转换装置6和第二分裂导线转换装置7提供绝缘支撑。分布式环境参数控制系统11，根据融冰或覆冰试验要求调节环境参数(温度、湿度、风速、风向、雨量等)。大电流测量装置3通过电磁效应测量融冰电流，反馈至总控装置1用于绘制特高压分裂导线融冰电流—时间特性曲线。覆冰融冰观测装置12观测特高压分裂导线14各子导线的覆冰情况，反馈覆冰信号至总控装置1用于计算各子导线覆冰厚度，判断覆冰是否达到要求或融冰是否完成。
上述可实现特高压分裂导线各种环境条件下覆冰、融冰试验的特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，经实际运行被证明效果良好，工作稳定，安全可靠，操控性优良，工作效率高，完全达到设计要求。
Claims (10)
1.一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，包括总控装置(1)、大电流发生装置(2)、大电流测量装置(3)、第一大电流软连接(4)、第二大电流软连接(5)、第一分裂导线转换装置(6)、第二分裂导线转换装置(7)、第一分布式受力调节检测装置(8)、第二分布式受力调节检测装置(9)、全绝缘试验基座(10)、分布式环境参数控制系统(11)、覆冰融冰观测装置(12)和高跨距封闭室体(13)，所述的总控装置(1)分别电连接大电流发生装置(2)、大电流测量装置(3)、第一分布式受力调节检测装置(8)、第二分布式受力调节检测装置(9)、分布式环境参数控制系统(11)和覆冰融冰观测装置(12)的控制端，所述的大电流发生装置(2)的输出端通过所述第一大电流软连接(4)和第二大电流软连接(5)分别连接上述第一分裂导线转换装置(6)和第二分裂导线转换装置(7)的输入端，第二大电流软连接(5)穿过大电流测量装置(3)的圆环测量空腔，全绝缘试验基座(10)水平安放在高跨距封闭室体(13)内，第一分裂导线转换装置(6)和第二分裂导线转换装置(7)分别机械固定于所述全绝缘试验基座(10)的相对两侧，待测的特高压分裂导线(14)设置于第一分裂导线转换装置(6)和第二分裂导线转换装置(7)之间，第一分布式受力调节检测装置(8)和第二分布式受力调节检测装置(9)分别机械固定于高跨距封闭室体(13)与两个分布式受力调节检测装置对应的两侧壁体相对位置上，第一分裂导线转换装置(6)连接第一分布式受力调节检测装置(8)，第二分裂导线转换装置(7)连接第二分布式受力调节检测装置(9)，分布式环境参数控制系统(11)沿高跨距封闭室体(13)内壁布置，覆冰融冰观测装置正对全绝缘试验基座(10)设置。
2.根据权利要求1所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，所述的总控装置为TYAC-1000/380型带微机控制的总控装置。
3.根据权利要求1所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，所述的大电流发生装置为TYCT-220/15-15000A型调压升流一体化大电流发生装置。
4.根据权利要求1所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，所述的大电流测量装置为HLA-IV-15000霍尔直测式电流互感器。
5.根据权利要求1所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，所述的两个大电流软连接均为通流能力不低于20000A的绝缘软铜线。
6.根据权利要求1所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，所述的两个分裂导线转换装置均为MG-8-15000镀银分孔铜铝转换装置。
7.根据权利要求1所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，所述的两个分布式受力调节检测装置均为XDYL-2型应力检测调整系统。
8.根据权利要求1所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，所述的全绝缘试验基座为厚10mm的环氧树脂板。
9.根据权利要求1所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，所述的分布式环境参数控制系统为QHKZ-2型室内环境调控系统。
10.根据权利要求1所述的一种特高压分裂导线人工气候室融冰试验平台，其特征在于，所述的覆冰融冰观测装置为HC-9604型防雾、防冰高清摄像头。
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