CN117686374A - 一种同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置及方，涉及积污特性测试技术领域。该装置包括两个圆筒状积污室和布气管道，两个积污室并排放置，两端分别连接布气管道，含颗粒物的气体经布气管道穿过积污室，积污室的内壁上表面固定有导线固定架，一个积污室的导线固定架上固定裸导线，另一个积污室的导线固定架上固定覆膜导线，积污室外壳整体作为接地电极，接地电极上放置弧状积污片，弧状积污片紧贴积污室外壳内壁。本发明能够更为高效准确的实现覆膜导线积污特性抑制能力的同步评价。

Description

一种同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置及方法

技术领域

本发明涉及直流输电设施积污特性测试技术领域，尤其涉及一种同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着国民生活水平的提高，人们对生活环境的关注日益强烈，高压输电线路周边的电磁环境问题已经成为热点问题。同时，近年来输电线路总量逐年增长，装机容量稳步提高，输送电压等级逐级升高，同时输电线路中与电晕放电密切相关的电磁环境问题也更受到重视。由于我国工业化、城镇化的发展速度远远超过了环境的承载能力，使大气环境恶化，酸雨、雾靈、工业废气排放等现象在我国大范围内频繁出现，严重影响到人们的正常生活和工作。同时，由于输电线路运行时长期暴露在大气环境中，不论是在干燥或是降雨环境导线都不可避免地受到所处大气环境的影响，大气环境的恶化对输电线路带来了不利影响。

高压直流输电凭借其输送容量大、控制方式灵活且相应快速、线路走廊窄和线路造价低等优势，近年来在高压电网中发挥着越来越大的重用。当输电导线表面电场强度大于空气的击穿场强时，输电线周围的空气分子被击穿，形成带电粒子，这些带电粒子极易附着于周围的固体颗粒物并使其在电场力的作用下做定向移动。对于高压直流输电线路，由于直流高压输电线路电压极性不发生改变，导致颗粒物所受电场力及运动方向均不发生变化，颗粒物极易附着于高压输电线表面上，由此导致输电线表面和换流站区域地面设备积污。至今，实验室中一般用线-板放电装置，接地电极上的采样片模拟地面设备来研究高压直流导线积污特性。但现有线-板放电装置存在占地面积大，不宜操作等问题。此外，多个积污片再拿取的过程中，每取一个积污片存在颗粒物易撒落，受人为影响较大导致实验误差较大的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置及方法，能够更为高效准确的实现覆膜导线积污特性抑制能力的同步评价。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明第一方面提供了一种同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，包括两个圆筒状积污室和布气管道，两个积污室并排放置，两个积污室均用支架固定，两个积污室中间用不锈钢棒连接，两端分别连接布气管道，积污室与布气管道用法兰连接，含颗粒物的气体经布气管道穿过积污室，每个积污室的内壁顶部固定有两个悬挂的导线固定架，两个悬挂的导线固定架处于一条直线上一条水平线上，一个积污室的导线固定架上固定裸导线，另一个积污室的导线固定架上固定覆膜导线，积污室外壳整体作为接地电极，接地电极上放置弧状积污片，利用弧状积污片自身材料的特性紧贴积污室外壳内壁。

进一步的，两个积污室内的导线固定架长度、粗细以及放置位置完全一致。

进一步的，积污室外壳整体作为接地电极与接地导线相连，在接地电极上放置弧状积污片，弧状积污片位于裸导线或覆膜导线下方。

进一步的，覆膜导线的覆膜材料为聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯或者涂敷材料的其中一种。

进一步的，覆膜材料紧贴在导线表面，厚度为0.5mm、1mm或者2mm。

进一步的，接地电极为不锈钢筒、铝筒或铁桶，所用接地电极为直径为200mm-500mm。

进一步的，弧状积污片厚度为0.5mm，采用铝材料制成。

进一步的，裸导线或覆膜导线导线长度为500-1000mm，直径为2mm-5mm，裸导线为铝、铜或者不锈钢材料制成。

更进一步的，裸导线与覆膜导线的长度、直径以及导线材料完全一致。

本发明第二方面提供了一种第一方面所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置的使用方法，包括以下步骤：

打开积污室与布气管道之间的法兰，将擦洗干净的裸导线和覆膜导线分别固定在两个积污室的导线固定架上，接好布气管道；

检查整体装置的密封性，通入混合均匀的含颗粒物气体，混合均匀的含颗粒物气体经过布气管道分别进入到两个积污室中，然后打开高压电源，模拟输电线路带电运行；

颗粒物迁移到接地电极上的弧状积污片上，放电一段时间后，弧状积污片上有足够的颗粒物，停止放电，分别取出裸导线和覆膜导线；

取出裸导线和覆膜导线下方弧状积污片，将弧状积污片放到分析天平上进行称量，记录总重量，减去弧状积污片本身的重量即为积污重量。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明公开了一种同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置及方法，针对采用现有线-板放电装置存在占地面积大，不宜操作等问题，本发明的圆筒状积污室为金属材料将整个积污室设置为接地电极，用支架进行支撑固定，具有结构简单，使用方便等特点。针对线-板放电装置采用的不同数量积污片，每取一个积污片存在颗粒物易撒落，受人为影响较大的问题，本发明采用一整片弧状积污片，化繁为简，减少人为影响。此外，为了更好的收集颗粒物和系统的易操作性，本发明将绝缘支架固定在圆筒状积污室顶部，采用这种方式积污片的放入和取出不再受绝缘支架的限制，可以增大积污片面积更好的收集颗粒物，也可以避免线-板放电装置绝缘支架置于底部导致的取放不便利的问题。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例一中同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置结构图；

图2为本发明实施例一中说明圆筒状积污室固定的装置结构图；

其中，1.法兰，2.裸导线，3.覆膜导线，4.导线固定架，5.布气管道，6.第一积污室，7.第二积污室，8.接地电极，9.积污片，10.支架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

实施例一：

本发明实施例一提供了一种同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，如图1所示，包括两个圆筒状积污室和布气管道，两个圆筒状积污室分别为第一积污室6和第二积污室7，两个积污室并排放置并且两个积污室之间用不锈钢棒实现并排连接，两个积污室均用支架10固定，支架10设置在每个积污室底部，以保证圆筒状积污室的稳定性。两端分别连接布气管道5，布气管道5与积污室之间通过法兰1连接，连接处安装有密封垫，以保证密封性。含颗粒物气体由颗粒物发生装置产生，颗粒物浓度可以进行自由调节，含颗粒物气体注入到进气管道中，经布气管道含颗粒物气体平均分配到两个积污室，每个积污室的内壁顶部固定有两个导线固定架4，如图2所示，导线固定架悬挂在圆筒状积污室中，两个导线固定架4在一条直线上一条水平线上。一个积污室的导线固定架上固定裸导线2，另一个积污室的导线固定架上固定覆膜导线3，积污室外壳整体作为接地电极8，接地电极上放置弧状积污片，弧状积污片9紧贴积污室外壳内壁。其中，裸导线和覆膜导线均连接同一高压电源，保证输电线路带电运行模拟状况一致。

本实施例中，积污室与布气管道之间用法兰连接连接，法兰之间有密封垫，用螺丝固定，保证其密封性，布气管道为有机玻璃或者塑料材料制成，厚度为0.5mm-1.2mm。布气管道包括进气管道和出气管道，进气管道和出气管道均设计为“Y”型，进气管道单管道的一端连接含颗粒物气体的发生装置，含颗粒物气体的发生装置发出含颗粒物气体后，经过进气管道的分支分别进入第一积污室和第二积污室，含颗粒物气体经过第一积污室和第二积污室后，通过连接的法兰进入出气管道的两个支路，最后含颗粒物气体经出气管道的两个支路汇合后排出，出气管道的直径略大于进气管道，以方便气体排出。需要特别说明的是，为了保证两个积污室同步评价的变量唯一性，两个积污室的法兰的规格与布气管道支路的规格均完全相同。

本实施例中，两个积污室内的导线固定架长度、粗细以及放置位置完全一致，导线固定架固定在圆筒状积污室的顶部，正对下方的积污片。圆柱形的导线固定架的顶部钻带有螺丝的孔，并紧紧贴在圆筒状积污室的顶部，用螺丝穿过圆筒和导线固定架固定在一起，螺丝的周围用密封胶密封；

本实施例中，导线固定架为尼龙绝缘支架或者聚四氟乙烯绝缘支架，支架长度为100-250mm，直径大约为30-50mm，每个圆筒状积污室底部设有支架以保证圆筒状积污室的稳定性，支架的材质可以是不锈钢的、铁的，大小与圆筒状积污室大小有关系。

本实施例中，积污室外壳整体作为接地电极与接地导线相连，在接地电极上放置弧状积污片，利用弧状积污片自身的特性，与接地电极紧紧贴合起来。积污片设置的弧度与积污室底部弧度相适应，不同于现有技术中放置多个积污片用于收集颗粒物，该装置中积污片采用一整片的设计，不仅保证了颗粒物能够全部落在积污片上，不会因为积污片之间的空隙导致收集不够完整，而且在取出的时候能够保证一次取出，减少了颗粒物脱落的几率，大大增加了实验数据的准确性。取出弧状积污片的时候只需要用镊子捏住积污片，沿着管壁轻轻拉出，积污片上的颗粒物不易脱落，将要取出来的时候，用另一个镊子捏住另一端，利用积污片弧的特性可以避免空气流动和手臂抖动产生影响，相比较其他装置取积污片需要将一块一块的积污片不断从接地电极拿出，手臂的抖动，空气气流的变化都会对实验数据产生影响。

本实施例中，弧状积污片位于裸导线或覆膜导线下方，可以是正下方也可以是侧下方。接地电极为不锈钢筒、铝筒或铁桶，所用接地电极为直径为200-500mm。弧状积污片厚度为0.5mm，采用铝材料制成。

本实施例中，覆膜导线的覆膜材料为聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯或者涂敷材料的其中一种。覆膜材料紧贴在导线表面，厚度为0.5mm、1mm或者2mm。裸导线或覆膜导线导线长度为500-1000mm，直径为2mm-5mm，裸导线为铝、铜或者不锈钢材料制成。裸导线与覆膜导线的长度、直径以及导线材料完全一致。

本实施例装置的工作原理为：

测试前，打开积污室与布气管道之间的法兰，将擦洗干净的裸导线和覆膜导线分别固定在两个积污室的导线固定架上，接好布气管道；

检查整体装置的密封性，通入混合均匀的含颗粒物气体，混合均匀的含颗粒物气体经过布气管道分别进入到两个积污室中，然后打开高压电源，模拟输电线路带电运行，高压电源通过高压线与高压电极相连，在圆筒状积污室顶部开一小孔，高压线可以穿过小孔与高压电极相连；

颗粒物迁移到接地电极上的弧状积污片上，放电一段时间后，弧状积污片上有足够的颗粒物，停止放电，分别取出裸导线和覆膜导线；

取出裸导线和覆膜导线下方弧状积污片，将弧状积污片放到分析天平上进行称量，记录总重量，减去弧状积污片本身的重量即为积污重量。

另外，本实施例装置可以调整影响因素，比如颗粒物浓度、供电电源、覆膜导线厚度、覆膜材料等，得到不同影响因素下的积污重量，两个积污室除了导线覆膜情况不同外，其余条件完全相同，保证了评价过程的同步性和变量唯一性，从而得到可以获得更为准确的裸导线和覆膜导线抑制高压直流输电积污特性。

针对采用现有线-板放电装置存在占地面积大，不宜操作等问题，本发明的圆筒状积污室为金属材料将整个积污室设置为接地电极，用支架进行支撑固定，具有结构简单，使用方便等特点。针对线-板放电装置采用的不同数量积污片，每取一个积污片存在颗粒物易撒落，受人为影响较大的问题，本发明采用一整片弧状积污片，化繁为简，减少人为影响。此外，为了更好的收集颗粒物和系统的易操作性，本发明将绝缘支架固定在圆筒状积污室顶部，采用这种方式积污片的放入和取出不再受绝缘支架的限制，可以增大积污片面积更好的收集颗粒物，也可以避免线-板放电装置绝缘支架置于底部导致的取放不便利的问题。

实施例二：

本发明实施例二提供了一种实施例一所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，打开积污室与布气管道之间的法兰，将擦洗干净的裸导线和覆膜导线分别固定在两个积污室的导线固定架上，接好布气管道。

步骤2，检查整体装置的密封性，通入混合均匀的含颗粒物气体，混合均匀的含颗粒物气体经过布气管道分别进入到两个积污室中，然后打开高压电源，模拟输电线路带电运行。

步骤3，颗粒物迁移到接地电极上的弧状积污片上，放电一段时间后，弧状积污片上有足够的颗粒物，停止放电，分别取出裸导线和覆膜导线。

步骤4，取出裸导线和覆膜导线下方弧状积污片，将弧状积污片放到分析天平上进行称量，记录总重量，减去弧状积污片本身的重量即为积污重量。

所述同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置包括两个圆筒状积污室和布气管道，两个圆筒状积污室分别为第一积污室和第二积污室，两个积污室并排放置并且两个积污室之间用不锈钢棒实现并排连接，两个积污室均用支架固定，支架设置在每个积污室底部，以保证圆筒状积污室的稳定性。两端分别连接布气管道，布气管道与积污室之间通过法兰连接，连接处安装有密封垫，以保证密封性。具体的，法兰与积污室的连接处之间有密封垫，用螺丝固定，保证其密封性，布气管道为有机玻璃或者塑料材料制成，厚度为0.5mm-1.2mm。布气管道包括进气管道和出气管道，进气管道和出气管道均设计为“Y”型，进气管道单管道的一端连接含颗粒物气体的发生装置，含颗粒物气体的发生装置发出含颗粒物气体后，经过进气管道的分支分别进入第一积污室和第二积污室，含颗粒物气体经过第一积污室和第二积污室后，通过连接的法兰进入出气管道的两个支路，最后含颗粒物气体经出气管道的两个支路汇合后排出，出气管道的直径略大于进气管道，以方便气体排出。需要特别说明的是，为了保证两个积污室同步评价的变量唯一性，两个积污室的法兰的规格与布气管道支路的规格均完全相同。

含颗粒物气体由颗粒物发生装置产生，颗粒物浓度可以进行自由调节，含颗粒物气体注入到进气管道中，经布气管道含颗粒物气体平均分配到两个积污室，每个积污室的内壁顶部固定有两个导线固定架，导线固定架悬挂在圆筒状积污室中，两个导线固定架4在一条直线上一条水平线上。两个积污室内的导线固定架长度、粗细以及放置位置完全一致，导线固定架固定在圆筒状积污室的顶部，正对下方的积污片。圆柱形的导线固定架的顶部钻带有螺丝的孔，并紧紧贴在圆筒状积污室的顶部，用螺丝穿过圆筒和导线固定架固定在一起，螺丝的周围用密封胶密封。导线固定架为尼龙绝缘支架或者聚四氟乙烯绝缘支架，支架长度为100-250mm，直径大约为30-50mm，每个圆筒状积污室底部设有支架以保证圆筒状积污室的稳定性，支架的材质可以是不锈钢的、铁的，大小与圆筒状积污室大小有关系。

一个积污室的导线固定架上固定裸导线，另一个积污室的导线固定架上固定覆膜导线，积污室外壳整体作为接地电极。覆膜导线的覆膜材料为聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯或者涂敷材料的其中一种。覆膜材料紧贴在导线表面，厚度为0.5mm、1mm或者2mm。裸导线或覆膜导线导线长度为500-1000mm，直径为2mm-5mm，裸导线为铝、铜或者不锈钢材料制成。裸导线与覆膜导线的长度、直径以及导线材料完全一致。裸导线和覆膜导线均连接同一高压电源，保证输电线路带电运行模拟状况一致。

接地电极上放置弧状积污片，弧状积污片紧贴积污室外壳内壁。积污室外壳整体作为接地电极与接地导线相连，在接地电极上放置弧状积污片，利用弧状积污片自身的特性，与接地电极紧紧贴合起来。弧状积污片位于裸导线或覆膜导线下方，可以是正下方也可以是侧下方。接地电极为不锈钢筒、铝筒或铁桶，所用接地电极为直径为200-500mm。弧状积污片厚度为0.5mm，采用铝材料制成。

积污片设置的弧度与积污室底部弧度相适应，不同于现有技术中放置多个积污片用于收集颗粒物，该装置中积污片采用一整片的设计，不仅保证了颗粒物能够全部落在积污片上，不会因为积污片之间的空隙导致收集不够完整，而且在取出的时候能够保证一次取出，减少了颗粒物脱落的几率，大大增加了实验数据的准确性。取出弧状积污片的时候只需要用镊子捏住积污片，沿着管壁轻轻拉出，积污片上的颗粒物不易脱落，将要取出来的时候，用另一个镊子捏住另一端，利用积污片弧的特性可以避免空气流动和手臂抖动产生影响，相比较其他装置取积污片需要将一块一块的积污片不断从接地电极拿出，手臂的抖动，空气气流的变化都会对实验数据产生影响。

另外，本实施例装置可以调整影响因素，比如颗粒物浓度、供电电源、覆膜导线厚度、覆膜材料等，得到不同影响因素下的积污重量，两个积污室除了导线覆膜情况不同外，其余条件完全相同，保证了评价过程的同步性和变量唯一性，从而得到可以获得更为准确的裸导线和覆膜导线抑制高压直流输电积污特性。

以上实施例二中涉及的各步骤与实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，其特征在于，包括两个圆筒状积污室和布气管道，两个积污室并排放置，两个积污室均用支架固定，两个积污室中间用不锈钢棒连接，两端分别连接布气管道，积污室与布气管道用法兰连接，含颗粒物的气体经布气管道穿过积污室，每个积污室的内壁顶部固定有两个悬挂的导线固定架，两个悬挂的导线固定架处于一条直线上一条水平线上，一个积污室的导线固定架上固定裸导线，另一个积污室的导线固定架上固定覆膜导线，积污室外壳整体作为接地电极，接地电极上放置弧状积污片，利用弧状积污片自身材料的特性紧贴积污室外壳内壁。

2.如权利要求1所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，其特征在于，两个积污室内的导线固定架长度、粗细以及放置位置完全一致。

3.如权利要求1所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，其特征在于，积污室外壳整体作为接地电极与接地导线相连，在接地电极上放置弧状积污片，弧状积污片位于裸导线或覆膜导线下方。

4.如权利要求1所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，其特征在于，覆膜导线的覆膜材料为聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯或者涂敷材料的其中一种。

5.如权利要求1所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，其特征在于，覆膜材料紧贴在导线表面，厚度为0.5mm、1mm或者2mm。

6.如权利要求1所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，其特征在于，接地电极为不锈钢筒、铝筒或铁桶，所用接地电极为直径为200mm-500mm。

7.如权利要求1所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，其特征在于，弧状积污片厚度为0.5mm，采用铝材料制成。

8.如权利要求1所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，其特征在于，裸导线或覆膜导线导线长度为500-1000mm，直径为2mm-5mm，裸导线为铝、铜或者不锈钢材料制成。

9.如权利要求8所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置，其特征在于，裸导线与覆膜导线的长度、直径以及导线材料完全一致。

10.一种权利要求1-9任一项所述的同步评价覆膜导线积污特性抑制能力的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

打开积污室与布气管道之间的法兰，将擦洗干净的裸导线和覆膜导线分别固定在两个积污室的导线固定架上，接好布气管道；

检查整体装置的密封性，通入混合均匀的含颗粒物气体，混合均匀的含颗粒物气体经过布气管道分别进入到两个积污室中，然后打开高压电源，模拟输电线路带电运行；

颗粒物迁移到接地电极上的弧状积污片上，放电一段时间后，弧状积污片上有足够的颗粒物，停止放电，分别取出裸导线和覆膜导线；

取出裸导线和覆膜导线下方弧状积污片，将弧状积污片放到分析天平上进行称量，记录总重量，减去弧状积污片本身的重量即为积污重量。