CN116087726B - 一种火焰通道的临界击穿距离测量装置及测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力安全技术领域，公开了一种火焰通道的临界击穿距离测量装置及测量方法，对临界击穿距离测量装置进行初始化，并输入待试验的电压等级；根据所述电压等级，测定所述临界击穿距离测量装置的源数据；基于所述源数据，确定第一调整距离，并驱动所述平台上述人那个所述第一调整距离的高度；利用电流传感器检测到的电流值判定火焰通道的击穿状态确定调整方向，并驱动平台沿所述调整方向运动，以确定第二调整距离，使得火焰通道距离最终达到临界击穿距离。本发明实现了对火焰通道高度、火焰的热释放率的自动调节，结合测量方法可以对火焰通道的临界击穿距离做到精准检测，保证数据的可靠性的同时进一步提升了试验的高效性。

Description

一种火焰通道的临界击穿距离测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及电力安全技术领域，具体涉及一种火焰通道的临界击穿距离测量装置及测量方法。
背景技术
输电线路的平稳运行是当今社会发展的重要保障。近年来，由于山火灾害造成输电线路跳闸事故时有发生，而输电线路在火焰中的放电机理为重要的研究方向，原因是植被燃烧的火焰能产生大量离子以及减少空气密度等都会使得空气的绝缘性降低，而森林植被燃烧的火焰状态难以预知，因此在试验过程中模拟不同条件下的植被燃烧火焰成为重中之重，研究输电线路在植被火焰中的放电机理，为工程实际问题提出依据，而火焰通道的临界击穿高度就是试验过程中需要监控的重要参数。
火焰通道距离是指输电线路放电点到测量装置接地平面的垂直距离，目前也有在植被火条件下对输电线路放电的相关研究，但是该研究对于火焰通道高度以及木垛燃烧的热释放率是无法自动调节的，相较于真实的植被燃烧情况的模拟是存在一定误差的，且对于一定电压等级下的火焰通道临界击穿距离寻找与确定存在低效的情况，无法真实模拟植被燃烧时的时变性，从而使得模拟精度以及结果精准度均有一定的误差。
发明内容
本发明提供一种火焰通道的临界击穿距离测量装置及测量方法，解决现有技术中的模拟精度低且无法自动寻找相应电压等级下的临界击穿距离的技术问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种火焰通道的临界击穿距离测量装置，包括：
自动升降机构，包括平台和底板，所述平台与所述底板之间设置有用于调节所述平台与所述底板之间距离的升降单元以及检测所述平台与所述底板之间距离的距离检测单元；
燃烧机构，包括燃烧单元、用于检测控制所述燃烧单元热释放率的燃烧检测控制单元以及设置在所述平台上用于检测所述燃烧单元重量变化的重力传感器；
电压传感器，用于检测输电线路的电压变化，所述燃烧单元设有第一位置，所述第一位置所处水平面与所述输电线路之间的距离为火焰通道距离；
接地导线，所述接地导线的其中一端接地，所述接地导线的另一端与所述燃烧单元的第一位置连接，且所述接地导线上设置有电流传感器；
控制器，分别与所述升降单元、距离检测单元、燃烧检测控制单元、重力传感器、电压传感器、电流传感器连接。
本技术方案中，通过升降单元调整平台的高度，平台的高度变化通过超声波传感器传回控制器，并通过电流传感器实时检测火焰通道的电流值，将电流值反馈给控制器，从而控制器控制升降单元再次调整平台的高度，直至火焰通道距离到达临界击穿距离，同时，以燃烧装置的热释放率作为变量来研究火焰强度对输电线路的影响，因此，通过重力传感器将燃烧物的重量数据传输到控制器中，控制器通过控制燃烧检测控制单元的风速，从而调整燃烧物的热释放率，形成闭环控制。
作为优化，所述升降单元包括设置在所述底板上的双向伸缩组件、由两根直杆转动连接组成的X型支架以及两个与所述平台底面滑动连接的滑块，所述X型支架的两个底端分别与所述双向伸缩组件的两个伸缩端铰接，所述X型支架的两个顶端分别与两个滑块通过铰接件连接，所述控制器与所述双向伸缩组件电连接。
这样，通过双向伸缩组件的伸缩使X型支架的水平相对的两个端点相互远离或者靠近，从而控制平台的高度。
作为优化，所述燃烧单元包括上方设有开口且用于容纳待燃烧植被的容纳槽，所述容纳槽的上方设置有导电金属板，所述导电金属板通过支撑架连接在所述容纳槽的内槽壁，上下贯穿所述导电金属板设置有多个用于火焰穿过的火焰出口，且所述导电金属板的上表面为第一位置，所述容纳槽的侧面底部设置有通孔，所述燃烧检测控制单元与所述通孔之间通过通风管道连接。
这样，火焰通过火焰出口出来，可以使火焰的焰柱更集中。
作为优化，所述燃烧检测控制单元包括鼓风机和风速传感器，所述鼓风机设置在所述通风管道远离所述容纳槽的一端，所述风速传感器设置在所述通风管道的内部，所述控制器分别与所述鼓风机和风速传感器电连接。
这样，通过重力传感器将燃烧物的重量数据传输到控制器中，控制器通过控制鼓风机的风速，鼓风机的风速可以通过风速传感器检测到，从而调整燃烧物的热释放率，形成闭环控制。
作为优化，所述容纳槽的截面为上宽下窄的圆台形。
这样，可以使得每次的火焰通道形状能够在相应的风速下保持基本均匀，由于本发明的装置为棒-板放电结构，放电发生的点具有随机性，维持火焰的均匀，有利于建立放电击穿距离与燃烧热释放率的准确合理关联，可以有效保证试验的科学合理性。
作为优化，所述重力传感器与所述容纳槽之间还设置有耐火绝缘隔热垫片。
这样，可以防止重力传感器被高温损坏。
本发明还公开了一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，包括：
对上述的一种火焰通道的临界击穿距离测量装置进行初始化，并输入待试验的电压等级；
根据所述电压等级，测定所述临界击穿距离测量装置的源数据；
基于所述源数据，确定第一调整距离，并驱动所述平台上升所述第一调整距离的高度；
利用电流传感器检测到的电流值判定火焰通道的击穿状态确定调整方向，并驱动平台沿所述调整方向运动，以确定第二调整距离，使得火焰通道距离最终达到临界击穿距离。
作为优化，基于所述源数据，确定第一调整距离，具体包括：
基于所述源数据，建立多元线性回归模型；
通过线性回归拟合方法确定第一调整距离。
作为优化，利用电流传感器检测到的电流值判定火焰通道的击穿状态，并驱动所述自动升降平台，确定第二调整距离，具体包括：
若所述电流传感器检测到的电流值大于电流阈值，则判定为火焰通道被击穿，调整方向为平台下降，升降单元带动所述平台下降，直至电流值等于电流阈值时，确定所述平台下降距离为第二调整距离；
若所述电流传感器检测到的电流值小于电流阈值，则判定为火焰通道未击穿，调整方向为平台下降，升降单元带动所述平台上升，直至电流值等于电流阈值时，确定所述自动升降平台上升距离为第二调整距离；
若所述电流传感器检测到的电流值等于电流阈值，则升降单元不带动所述平台，且确定第二调整距离为0。
作为优化，升降单元带动所述平台上升或下降的方法，具体包括：
升降单元带动所述平台根据精度距离进行逐步上升或下降，直至电流传感器检测到电流值等于电流阈值时，停止调整，其中，所述精度距离根据所述源数据测定得到。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明通过设置自动升降机构和燃烧机构实现了对火焰通道高度、火焰的热释放率的自动调节，减少人力消耗的同时还保证了试验的安全性，结合测量方法可以对火焰通道的临界击穿距离做到精准检测，保证数据的可靠性的同时进一步提升了试验的高效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1本发明所述的一种火焰通道的临界击穿距离测量方法的流程示意图；
图2本发明所述的一种火焰通道的临界击穿距离测量装置的结构示意图；
图3本发明所述的一种临界击穿距离的算法流程图；
图4本发明所述的燃烧物的热释放率示意图；
图5为现有技术的装置原理示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-平台，2-双向伸缩组件，3-控制器，4-距离检测单元，5-蓄电池组，6-万向轮，7-X型支架，8-容纳槽，8a-导电金属板，8b-防尘罩，9-鼓风机，10-风量传感器，11-重力传感器，12-耐火绝缘隔热垫片，13-输电线路，14-电压传感器，15-电流传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
近年来，由于山火灾害造成输电线路跳闸事故时有发生，原因是植被燃烧的火焰能产生大量离子以及减少空气密度等都能使空气的绝缘性降低，而森林植被燃烧的火焰状态难以预知，因此需要在试验过程中模拟不同条件下的植被燃烧火焰。
在现有的技术方案中，在植被火烧条件下对输电线路放电的相关研究，如图5所示，在研究过程中将木垛均匀排列经金属板、耐火材料对方在重力传感器，使其燃烧并测量数据，但是该技术方案无法自动寻找一定电压等级下的火焰通道临界击穿距离，同时还无法调节火焰强度及火焰通道高度，使得该方案在实际应用中，采集的数据有效率、准确性大打折扣。
有鉴于此，本发明提供一种火焰通道的临界击穿距离测量装置及测量方法，研究山火对输电线路的影响，需要针对不同的火焰强度、火焰通道距离来模拟山火对输电线路影响的相关研究，自动寻找相应电压等级下的临界击穿距离，为解决工程实际问题提出依据。
在进行具体介绍前，先对以下词语进行解释：
火焰通道距离：指输电线路放电点到装置接地平面的垂直距离；
火焰通道的临界击穿距离：指在指定输出电压等级下，击穿火焰通道所需的临界高度；
柴火的热释放率M（火焰强度）：指每分钟柴火损失的重量曲线的斜率。
参照图2，是本发明提供的一种火焰通道的临界击穿距离测量装置的结构示意图。
一种火焰通道的临界击穿距离测量装置，包括：自动升降机构、燃烧机构、接地导线、电压传感器14、控制器3和移动机构。
具体的，自动升降机构包括平台1和底板，所述平台1与所述底板之间设置有用于调节所述平台1与所述底板之间距离的升降单元以及检测所述平台1与所述底板之间距离的距离检测单元4。
进一步地，所述升降单元包括设置在所述底板上的双向伸缩组件2、由两根直杆转动连接组成的X型支架7以及两个与所述平台1底面滑动连接的滑块，所述X型支架7的两个底端分别与所述双向伸缩组件2的两个伸缩端铰接，所述X型支架7的两个顶端分别与两个滑块通过铰接件连接，所述控制器3与所述双向伸缩组件2电连接。
双向伸缩组件2可以为双向伸缩电缸，或者由两个伸缩方向相反的单向伸缩电缸组成，X型支架7的两根直杆的中部通过转轴相互转动连接，距离检测单元4可以选用超声波传感器，超声波传感器与控制器3电连接，通过选用X型支架7对平台1进行支撑以及高度调整，平台1的高度变化通过超声波传感器传回控制器3，控制器3通过算法控制双向伸缩组件2的伸缩，电缸通过接收自身内部的驱动器的信号进行PWM驱动，从而平滑地驱动电缸的伸缩杆的伸缩，使平台1实现平滑升降，从而实现整个平台1的高度升降过程，在底板上可以设置蓄电池组5，为整个装置供电，同时，在底板的底部设置万向轮6，方便移动。
燃烧机构包括燃烧单元、用于检测控制所述燃烧单元热释放率的燃烧检测控制单元以及设置在所述平台1上用于检测所述燃烧单元重量变化的重力传感器11。
具体的，所述燃烧单元包括上方设有开口且用于容纳待燃烧植被的容纳槽8，所述容纳槽8的上方设置有导电金属板8a，所述导电金属板8a通过支撑架连接在所述容纳槽8的内槽壁，上下贯穿所述导电金属板8a设置有多个用于火焰穿过的火焰出口，且所述导电金属板8a的上表面为第一位置，所述容纳槽8的侧面底部设置有通孔，所述燃烧检测控制单元与所述通孔之间通过通风管道连接。
进一步地，所述燃烧检测控制单元包括鼓风机9和风速传感器，鼓风机9、风速传感器、重力传感器11与控制器3电连接，所述鼓风机9设置在所述通风管道远离所述容纳槽8的一端，所述风速传感器设置在所述通风管道的内部，所述控制器3分别与所述鼓风机9和风速传感器电连接，容纳槽8的截面为上宽下窄的圆台形，重力传感器11与所述容纳槽8之间还设置有耐火绝缘隔热垫片，这样可以防止重力传感器11被高温损坏。
与控制器3电连接的电压传感器14，用于检测输电线路13的电压变化，所述燃烧单元设有第一位置，所述第一位置所处水平面与所述输电线路13之间的距离为火焰通道距离，即火焰通道距离等于火焰通道的临界击穿距离时，第一位置为击穿距离起点。
接地导线，所述接地导线的其中一端接地，所述接地导线的另一端与所述燃烧单元的第一位置连接（金属板上安装有金属性接地节点，用于固定接地导线），且所述接地导线上设置有电流传感器15（击穿电流通过此接地导线流向大地，击穿电流通过在接地导线上套上的电流传感器15即可获得击穿电流数据）；同时，平台1、底板也可以通过接地导线接地。
配电线路一般为10kV，通常在火焰灼烧情况下，根据火的剧烈程度，击穿距离100~500mm,作为优选的击穿距离精度控制ΔH一般设置为5mm，这样既能保证精度又能平衡追踪到击穿临界最大距离的时间，由于本发明所述ΔH为精度控制参数，采用本发明技术的人员可以根据试验要求自行调整，这也是本发明的一大优点，随着电压等级的提升，击穿距离随着增加，为了综合试验精度和速度，ΔH的设定可以根据电压等级的提升而增加，ΔH的设定规则为：ΔH=U*0.1（mm），U的单位为kV,只取数值，例如在10kV配电线路试验时，ΔH=1mm，这样既满足试验精度的要求，也能快速的试验测量出击穿临界最大距离。如果ΔH选的更小，测量的临界击穿最大距离的精度就会更高，然而需要升降机构调整的次数和时间就会更多；反之如果ΔH选的更大，测量的临界击穿最大距离的精度就会变低，然而需要升降机构调整的次数和时间就会更少；综合评估，选择合适的ΔH能兼顾精度和时间是符合实际需求的。
初始鼓风机设定的风速用于模拟自然状况下的风速变化，一般情况下输配电线路所处环境风速最大为7级风，最大风速为17m/s，因此鼓风机的风速设定范围为0~17m/s，优选步进为0.1m/s。
电流传感器15检测火焰通道是否被击穿，若火焰通道被击穿，那么会产生极高的短路电流，由于线路在火焰通道加压的过程中，会产生电火花从而产生泄漏电流，所以通过电流传感器15对火焰通道的击穿情况进行实时检测。
需要说明的是，在试验过程中需要频繁调整火焰通道距离，而认为的调整火焰通道距离并不能非常精准，并且每次测量需要大量的时间花在数据测量过程中，因此本发明设计了自动升降功能，即利用自动升降机构实现自动升降功能，并基于超声波传感器、风量传感器10、重力传感器11、电压传感器14以及电流传感器15对试验过程中的数据进行实时检测。
此外，在试验过程中，还需要以燃烧装置的热释放率作为变量来研究火焰强度对输电线路13的影响，所以，需要将燃烧装置通过重力传感器11将燃烧物的重量数据传输到控制器3中，控制器3通过控制鼓风机9的风速，从而调整燃烧物的热释放率，形成闭环控制。
进一步的，利用本发明的测量装置自动找寻临界击穿高度的过程需要在试验加压前，输入待试验的电压等级U，测量装置会自动测定鼓风机9风速V、初始火焰通道距离
Figure SMS_1
、临界击穿距离的距离精度/>
Figure SMS_2
以及电流阈值/>
Figure SMS_3
，测量装置会通过U、V、/>
Figure SMS_4
计算出大致的升降范围（即/>
Figure SMS_5
），高度升降平台1升降/>
Figure SMS_6
的高度过后，已经非常逼近临界击穿高度，然后再通过电流传感器15的判定结果来控制此时平台1是上升或者下降，其上升或下降的步长为精度距离
Figure SMS_7
，通过循环调整，最终找到该精度下的临界击穿距离。
本实施例提供了一种火焰通道的临界击穿距离测量装置，通过设置自动升降机构和燃烧机构实现了对火焰通道高度、火焰的热释放率的自动调节，减少人力消耗的同时，还保证了试验的安全性。且该装置能够对试验过程中产生的数据进行精准检测，更有利于获取到可靠的试验实时数据，并根据实时数据进行微调整，从而得到更为精准的火焰通道临界击穿距离。
实施例
作为一种优选实施例，本申请还提供了一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，通过利用上述实施例提供的一种火焰通道的临界击穿距离测量装置，对火焰通道的临界击穿距离进行精准检测。
具体的，参照图1所示的一种火焰通道的临界击穿距离测量方法的步骤示意图。
S1、对实施例1中的测量装置进行初始化，并输入待试验的电压等级；
临界击穿距离测量装置在使用前，需要先对该临界击穿距离测量装置进行初始化，初始化之后输入此次试验需要的电压等级，不同的电压等级会得到不同的源数据。
试验电压等级是根据试验需求，预先明确的一个值，整个试验过程中其值不变，本发明在这一电压等级下寻找击穿距离。例如，在做配电线路试验时，通常电压等级设定为5.8kV,当然试验人员也可根据自己的需求设定其他数值的电压。
S2、根据所述电压等级，测定所述临界击穿距离测量装置的源数据；
在输入了此次试验需要的电压等级之后，测定该测量装置的源数据。其中，源数据包括鼓风机风速V、初始火焰通道距离
Figure SMS_8
、临界击穿距离的精度距离/>
Figure SMS_9
以及电流阈值/>
Figure SMS_10
，电流阈值是用户自己设定的对比电流，由于线路在火焰通道中通入电压时会产生电火花，从而产生一定的电流，但此时的电流要远远小于击穿时的短路电流，所以需要在临界击穿距离测量装置中设置进行电流值对比的电流阈值，若电流传感器检测到的电流大于该电流阈值，则可以认为线路发生了故障。
具体的源数据测定方法为：建立多元线性回归模型，即，
自变量
Figure SMS_11
，即/>
Figure SMS_12
；因变量/>
Figure SMS_13
，即
Figure SMS_14
假设自变量X的参数为/>
Figure SMS_15
，
对于每个样本：
Figure SMS_16
；
似然函数的引入，然后取对数操作：
Figure SMS_17
；
对数可以将乘法转换为加法，简化计算：
Figure SMS_18
；
得到
Figure SMS_19
；
评估项：
Figure SMS_20
；
Figure SMS_21
的取值越接近1，可以认为模型拟合的越好。
Figure SMS_22
为因变量，U、V、/>
Figure SMS_23
为自变量，建立模型为：/>
Figure SMS_24
；
通过线性回归拟合得到：
Figure SMS_25
；
Figure SMS_26
（/>
Figure SMS_27
越接近于1，说明拟合效果越好，超过0.9可以认为该拟合关系可以成立）；线性拟合结果如表1所示：
表1
Vm/s H0/mm V/kV H1/mm
4 295 5.8 35.0634
5 300 5.8 57.8234
6 305 5.8 80.4234
7 310 5.8 103.0234
8 315 5.8 125.6234
上述过程建立了U、H0、V、H1之间的线性关系，便于根据U、H0、V得到H1。
其中，线性拟合的目的是为了逼近相应条件的临界击穿距离，而不是直接精准找到临界击穿距离，通过拟合出来的调整距离
Figure SMS_28
为第一调整距离，逼近临界击穿距离之后，再通过精度距离/>
Figure SMS_29
不断循环调整，得到第二调整距离，最终找到临界击穿距离。由于棒-板放电击穿距离是一个复杂的过程，没有精确的数学模型可以直接计算得到，只能通过重复试验进行测量，所述线性公式可以大致确定击穿距离的范围，然而远不能满足精度的要求，本发明在确定大致范围基础上，采用ΔH扰动追踪，最终试验测量出满足精度要求的距离值。
需要说明的是，本实施例提供的算法，参照图3所示的算法流程图进行对照。
S3、基于所述源数据，确定第一调整距离，并驱动所述平台上升所述第一调整距离的高度。
根据步骤S2得到的第一调整距离
Figure SMS_30
，驱动平台上升该距离，此时接近临界击穿距离，具体第一调整距离的确定参照步骤S2内容，在此不做过多赘述。
利用电流传感器检测到的电流值判定火焰通道的击穿状态确定调整方向，并驱动平台沿所述调整方向运动，以确定第二调整距离，使得火焰通道距离
Figure SMS_31
最终达到临界击穿距离。
若利用电流传感器检测到的电流值大于电流阈值，则判定为火焰通道被击穿，升降单元驱动平台下降，直至电流值等于电流阈值时，确定平台下降距离为第二调整距离；
若利用电流传感器检测到的电流值小于电流阈值，则判定为火焰通道未击穿，升降单元驱动平台上升，直至电流值等于电流阈值时，确定自动升降平台上升距离为第二调整距离；
若所述利用电流传感器检测到的电流值等于电流阈值，则升降单元不驱动平台，且确定第二调整距离为0。
即，通过
Figure SMS_32
的大幅逼近临界击穿距离后，此时的火焰通道距离已经很接近临界击穿距离，若I＞/>
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，即线路发生了短路故障，此时需要将火焰通道距离加长，加长的精度为/>
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，再通过I和/>
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的对比，若I＞/>
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，则此时线路依然发生故障，再通过精度距离/>
Figure SMS_37
，的循环调整，直到I＜/>
Figure SMS_38
，最终找到该精度下的临界击穿距离。
反之，通过
Figure SMS_39
的大幅逼近临界击穿距离后，此时的火焰通道距离已经很接近临界击穿距离，若I＜/>
Figure SMS_40
，即线路未发生短路故障，此时需要将火焰通道距离减短，缩短的精度为
Figure SMS_41
，再通过I和/>
Figure SMS_42
的对比，若I＜/>
Figure SMS_43
，则此时线路依然未发生故障，但是此时的火焰通道距离接近临界击穿距离，通过精度距离/>
Figure SMS_44
，的循环调整，直到I＞/>
Figure SMS_45
，最终找到该精度下的临界击穿距离。
其中，精度距离
Figure SMS_46
，在经过循环调整，最终找到该精度下的临界击穿距离时，该循环调整过程中的调整距离为第二调整距离。
初始火焰通道距离根据第一调整距离和第二调整距离的加和或者减差得到的最终火焰通道距离就是火焰通道的临界击穿距离。
在本实施例中，基于步骤S2所得到的结果，进行进一步计算，得到如表2所示的试验结果。
表2
Vm/s V/kV 火焰通道的临界击穿距离/mm
4 5.8 320
6 5.8 375
8 5.8 435
此外，需要说明的是，每次试验由于测量装置的控制，能够保证柴火的热释放率稳定在需要的斜率范围内，这也是试验需要控制的关键变量，而由于出风口的拱形设计，使火焰通道的能够维持相差不大的形状。
参照图4所示的燃烧物的热释放率示意图，燃烧物质量损失的斜率均为-0.44左右，说明在燃烧过程中，可以使火焰的燃烧程度大致相同；其次，在燃烧过程中，由于燃烧物的热释放率（即燃烧物燃烧时重量损失的斜率）变化非常微小，不好控制，便通过控制鼓风机的风速来间接控制燃烧物的热释放率。原因是装置的体积已经固定，那么风量在这个装置内可以和燃烧物燃烧的热释放率在一定条件下可以建立线性关系，即V=kM。
综上所述，H1为初步调整火焰通道距离需要的步长（第一调整距离）；H2为电缸的动作信号；在测量装置进行初始化时，需要重新测量鼓风机风速V、火焰通道距离H0、测试的电压等级U、临界击穿距离的精度ΔH以及I0，其中I0为用户自己设定的对比电流，由于线路在火焰通道中通入电压时会会产生电火花，从而产生一定的电流，但此时的电流要远远小于击穿时的短路电流，所以需在装置中设置对比电流I0，若I＞I0，可以认为线路发生了故障。
首先，测量装置通过初始化的数据（鼓风机风速V、初始火焰通道距离H0、测试的电压等级U）找寻临界击穿距离的精度ΔH，然后通过V、H0、U计算出初步调整火焰通道距离需要的步长H1，控制器将需要动作的信号发送给驱动器，驱动器作用在电缸，高度的实时变化通过声波传感器传回，形成闭环控制。经过初步调整火焰通道距离需要的步长H1后，再通过电流传感器的检测结果进行后续的临界击穿距离追踪。
通过H1的大幅逼近临界击穿距离后，此时的火焰通道距离已经很接近临界击穿距离，若I＞I0，即线路发生了短路故障，此时需要将火焰通道距离加长，加长的精度为ΔH，再通过I和I0的对比，若I＞I0，则此时线路依然发生故障，再通过精度ΔH的循环调整，直到I＜I0，最终找到该精度下的临界击穿距离。
反之，通过H1的大幅逼近临界击穿距离后，此时的火焰通道距离已经很接近临界击穿距离，若I＜I0，即线路未发生短路故障，此时需要将火焰通道距离减短，缩短的精度为ΔH，再通过I和I0的对比，若I＜I0，则此时线路依然未发生故障，但是此时的火焰通道距离接近临界击穿距离，通过精度ΔH的循环调整，直到I＞I0，最终找到该精度下的临界击穿距离。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，其特征在于，包括：
对火焰通道的临界击穿距离测量装置进行初始化，并输入待试验的电压等级；
所述火焰通道的临界击穿距离测量装置包括：
自动升降机构，包括平台和底板，所述平台与所述底板之间设置有用于调节所述平台与所述底板之间距离的升降单元以及检测所述平台与所述底板之间距离的距离检测单元；
燃烧机构，包括燃烧单元、用于检测控制所述燃烧单元热释放率的燃烧检测控制单元以及设置在所述平台上用于检测所述燃烧单元重量变化的重力传感器；
电压传感器，用于检测输电线路的电压变化，所述燃烧单元设有第一位置，所述第一位置所处水平面与所述输电线路之间的距离为火焰通道距离；
接地导线，所述接地导线的其中一端接地，所述接地导线的另一端与所述燃烧单元的第一位置连接，且所述接地导线上设置有电流传感器；
控制器，分别与所述升降单元、距离检测单元、燃烧检测控制单元、重力传感器、电压传感器、电流传感器连接；
根据所述电压等级，测定所述临界击穿距离测量装置的源数据；
基于所述源数据，确定第一调整距离，并驱动所述平台上升所述第一调整距离的高度；
若所述电流传感器检测到的电流值大于电流阈值，则判定为火焰通道被击穿，调整方向为平台下降，升降单元带动所述平台下降，直至电流值等于电流阈值时，确定所述平台下降距离为第二调整距离；
若所述电流传感器检测到的电流值小于电流阈值，则判定为火焰通道未击穿，调整方向为平台下降，升降单元带动所述平台上升，直至电流值等于电流阈值时，确定所述平台上升距离为第二调整距离；
若所述电流传感器检测到的电流值等于电流阈值，则升降单元不带动所述平台，且确定第二调整距离为0。
2.根据权利要求1所述的一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，其特征在于，基于所述源数据，确定第一调整距离，具体包括：
基于所述源数据，建立多元线性回归模型；
通过线性回归拟合方法确定第一调整距离。
3.根据权利要求1所述的一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，其特征在于，升降单元带动所述平台上升或下降的方法，具体包括：
升降单元带动所述平台根据精度距离进行逐步上升或下降，直至电流传感器检测到电流值等于电流阈值时，停止调整，其中，所述精度距离根据所述源数据测定得到。
4.根据权利要求1所述的一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，其特征在于，所述升降单元包括设置在所述底板上的双向伸缩组件、由两根直杆转动连接组成的X型支架以及两个与所述平台底面滑动连接的滑块，所述X型支架的两个底端分别与所述双向伸缩组件的两个伸缩端铰接，所述X型支架的两个顶端分别与两个滑块通过铰接件连接，所述控制器与所述双向伸缩组件电连接。
5.根据权利要求1所述的一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，其特征在于，所述燃烧单元包括用于上方设有开口且用于容纳待燃烧植被的容纳槽，所述容纳槽内设置有防尘罩，所述防尘罩的上表面设置有导电金属板，上下贯穿所述导电金属板设置有多个用于火焰穿过的火焰出口，且所述导电金属板的上表面为第一位置，所述容纳槽的侧面底部设置有通孔，所述燃烧检测控制单元与所述通孔之间通过通风管道连接。
6.根据权利要求5所述的一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，其特征在于，所述燃烧检测控制单元包括鼓风机和风速传感器，所述鼓风机设置在所述通风管道远离所述容纳槽的一端，所述风速传感器设置在所述通风管道的内部，所述控制器分别与所述鼓风机和风速传感器电连接。
7.根据权利要求5所述的一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，其特征在于，所述容纳槽的截面为上宽下窄的圆台形，所述防尘罩的截面为上窄下宽的圆台形。
8.根据权利要求5所述的一种火焰通道的临界击穿距离测量方法，其特征在于，所述重力传感器与所述容纳槽之间还设置有耐火绝缘隔热垫片。
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