CN117849561A - 一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法 - Google Patents

一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117849561A
CN117849561A CN202410262959.6A CN202410262959A CN117849561A CN 117849561 A CN117849561 A CN 117849561A CN 202410262959 A CN202410262959 A CN 202410262959A CN 117849561 A CN117849561 A CN 117849561A
Authority
CN
China
Prior art keywords
melt
electric pole
ignition type
type fault
distribution line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202410262959.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117849561B (zh
Inventor
宁鑫
熊嘉宇
张华�
吴驰
李巍巍
雷潇
刘畅
罗洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Priority to CN202410262959.6A priority Critical patent/CN117849561B/zh
Publication of CN117849561A publication Critical patent/CN117849561A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117849561B publication Critical patent/CN117849561B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/14Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

本发明公开了一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法,涉及配电网安全技术领域。试验装置包括模拟电杆、导线和风速产生单元;模拟电杆固定在地面,导线用于与模拟电杆靠近时发生电弧放电,以使模拟电杆产生放电熔融物;风速产生单元用于在熔融物滴落过程中提供风力。本发明的试验装置通过风速产生单元,在高温熔融物跌落过程中施加风力作用,加快其降温过程,实现在试验高度下模拟真实的配网线路放电熔融物引燃型故障,为此类故障的机理研究和预测提供支持。

Description

一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法
技术领域
本发明涉及配电网安全技术领域,尤其涉及一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法。
背景技术
在配电网故障中,曾多次发生由于导线对电杆、横担、抱箍等物体放电,产生高温熔融物滴落地面,引燃地面枯落物,从而导致森林草原火灾,是一种重要的森林草原电气火灾故障形式,也是电网公司重点防范的电力线路故障之一,研究其发展机理和故障特征对于预防此类故障,保障电网安全具有重要意义。
目前常用的研究方法一种为手持绝缘操作杆,将带电高压导线绑扎在绝缘操作杆顶端,让其靠近真实配电线路的电杆,观察导线对电杆放电时的现象和产生熔融物的情况。另一种是在实验室模拟配电网线路进行模拟试验。但无论是利用真实配电线路上开展导线对电杆放电试验,还是在实验室进行模拟试验,导线对电杆放电点的位置不可能很高,一般高度小于2米,这主要是由于场地空间的限制,以及便于试验人员操作、便于观察试验现象,同时也为了保证试验安全。如果导线对电杆放电点位置很高,比如实际运行的10kV配网线路导线离地高度一般介于6m~15m,则人员需要站在绝缘斗臂车或绝缘脚手架上操作,现场可操作性差。因此,现有试验装置或试验方法中导线放电点的高度与实际配电线路中发生放电熔融物故障差距较大,差距高达3~8倍。但是,高温熔融物滴落高度是一个很重要的参数,对熔融物最终是否会引燃地面枯落物有较大的影响。这是因为,放电产生的熔融物在滴落过程中,与空气之间存在对流和辐射散热,熔融物温度会降低,特别是降落过程中熔融物速度越来越大的时候,此时对流散热会越来越显著。若熔融物温度降低显著,低于地面可燃物的自燃温度,则不会引燃可燃物。
因此,正确模拟熔融物滴落高度,实现熔融物在滴落过程的降温过程的正确模拟,对研究配电线路放电熔融物引燃型故障至关重要。
发明内容
本发明提供一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法,以解决现有试验方案因试验高度限制导致与实际放电高度相差较大,无法准确模拟真实的放电熔融物引燃型故障的问题。
本发明通过下述技术方案实现:
本发明的第一方面,提供了一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,包括模拟电杆、导线和风速产生单元;所述模拟电杆固定在地面,所述导线用于与所述模拟电杆靠近时发生电弧放电,以使所述模拟电杆产生放电熔融物;所述风速产生单元用于在所述熔融物滴落过程中提供风力。
本发明的试验装置通过风速产生单元产生风力,在熔融物滴落的过程中,作用于熔融物上,从而加速熔融物的散热进程,在试验放电高度下达到与真实放电高度(6m~15m)同样的降温幅度和效果,即实现了实际配网线路放电点高度的模拟,解决了因场地空间限制、试验操作便利性和安全性等方面带来的诸多限制,实现了真实配网线路放电熔融物引燃型故障的模拟。
在一种实施方式中,所述模拟电杆的顶端固定有金属横担。
在一种实施方式中,所述模拟电杆通过底盘固定在地面,并与所述底盘可旋转地连接。
在一种实施方式中,所述底盘为金属底盘,所述金属底盘与地面之间设有绝缘板。
在一种实施方式中,所述模拟电杆通过可调电阻接地。
在一种实施方式中,所述试验装置还包括导线定位装置,所述导线定位装置包括绝缘拐臂、拉杆和电机;所述绝缘拐臂的一端与所述拉杆连接,另一端用于固定所述导线;所述拉杆在所述电机驱动下带动所述绝缘拐臂靠近或者远离所述模拟电杆。
在一种实施方式中,所述绝缘拐臂上与拉杆连接的一端套设有绝缘子。
在一种实施方式中,所述试验装置还包括地面枯落物单元,所述地面枯落物单元包括金属托盘和放置于所述金属托盘上的枯落物,所述金属托盘放置于地面,用于接收滴落的熔融物。
在一种实施方式中,所述模拟电杆采用钢筋混凝土制成。
本发明的第二方面,提供一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验方法,包括:
S1,搭建本发明第一方面任一种实施方式所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置;
S2,确定试验参数,所述试验参数至少包括高压电压值和电杆高度;
S3,根据试验参数确定风力参数;
S4,启动风力产生单元,以所述风力参数产生对应的恒定风;
S5,使带电导线靠近模拟电杆,产生放电熔融物;
S6,监测并记录所述熔融物的温度变化和滴落过程。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、通过风速产生单元,在高温熔融物跌落过程中施加风力作用,加快其降温过程,实现在试验高度下模拟真实的配网线路放电熔融物引燃型故障,为此类故障的机理研究和预测提供支持;
2、风速产生单元产生的风力参数可通过程序自动计算,熔融物真实滴落高度选定后,即可自动计算风力大小,解决了目前实验方法和装置与实际配网线路放电熔融物引燃型故障滴落高度差异大,不具备等效性的问题;
3、通过可调电阻,实现了不同地区和不同天气状况电杆接地电阻差异性的模拟,为不同地区或不同天气条件下导线对电杆放电故障模拟提供了手段,使得可以在实验室内研究不同地区、不同季节或不同天气状况的导线对电杆放电故障。
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是本发明的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置结构示意图;
图2是本发明的试验装置的熔融颗粒滴落过程示意图;
图3是横担安装俯视图;
图4是导线定位装置安装示意图。
附图标记说明如下:
1-模拟电杆、2-底盘、3-导线、4-风速产生单元、5-放电点、6-滴落熔融物、7-导线运动方向、8-绝缘板、9-接地电阻、10-金属横担、11-固定金具、12-绝缘拐臂、13-拉杆、14-电机、15-绝缘支架、16-绝缘子。
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。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本申请的各种实施例。如在此所使用,单数形式意在也包括复数形式,除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。
本发明的实施例提供一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,适用配电线路放电熔融物引燃型故障的模拟试验和分析预测,有利于在试验条件模拟真实场景,提高测试结果的准确性。
如图1所示,图1是本发明的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置结构示意图,该试验装置包括模拟电杆1、导线3和风速产生单元4。
其中,模拟电杆1固定在地面,导线3用于与模拟电杆1靠近时发生电弧放电,以使模拟电杆1产生放电熔融物;风速产生单元4用于在熔融物滴落过程中提供风力。
本发明针对放电熔融物引燃故障测试受试验条件限制无法模拟实际的熔融物滴落高度,导致试验结果准确性差的问题,提出通过对滴落的熔融物施加风力,加速其下落过程中的散热,补偿由于试验高度不足导致散热时间不够的问题。
模拟电杆1的底端直接伸入地下或通过底盘2固定在地面,模拟电杆1装配好后距离地面高度约在1.3m~1.6m之间,此高度符合一般试验条件,方便人员操作和观测。底盘2具有一定重量,以使模拟电杆不会倾倒。底盘具有与模拟电杆底端配合的凹槽,供电杆插入,模拟电杆底端与底盘通过凹凸配合、啮合、嵌合等方式可拆卸地连接,保证模拟电杆不会晃动,以模拟真实电杆状态。
优选地,模拟电杆采用钢筋混凝土制成,与真实电杆材质相同。
进一步地,底盘2为金属底盘,金属底盘与地面之间设有绝缘板8。绝缘板将底盘与大地之间隔开,保持电气绝缘状态,金属底盘通过接地电阻9接地。
导线3采用高压导线,优选为10kV三相线路中的一相,对地电压额定值为5.77kV。在试验场景中,导线沿导线运动方向7靠近或远离模拟电杆1,当距离模拟电杆足够近时,发生电弧放电。在真实场景中,当电杆和高压带电导线之间的距离减少到一定值时,比如1~2mm,就会产生强烈的电弧放电,电弧烧蚀电杆或电杆上的金属部件,如图1中的放电点5所示,就会产生高温熔融物,高温熔融物低落到可燃物上,达到可燃物燃点时将点燃可燃物,严重将引发火灾。
风速产生单元4的作用是加快高温熔融物滴落时的降温过程,本装置熔融物滴落高度为1.3m~1.6m(即为实验高度),而实际10kV配网线路放电故障时熔融物滴落高度介于6m~15m范围(10kV配网线路真实的离地高度),本发明实验高度仅约为实际高度的1/4~1/10。熔融物产生后自由落体至地面,两者自由落体时间(即滴落时间)之比约为1/2~1/3.16(前者约为0.55s,后者约为1.11s~1.75s)。因此,本发明将滴落高度降为1.3m~1.6m后,高温熔融物在空气中的运动时间将明显缩短,其降温幅度也显著减小。为解决模拟实验滴落高度不足导致的实验结果差异,本发明创新地提出通过风速产生单元产生风力,在熔融物滴落的中间阶段,作用于熔融物上(图1中“X”表示风向垂直纸面向内),从而加速熔融物的散热进程,达到与从6m~15m高处滴落同样的降温幅度和效果,实现了实际配网线路放电点高度(即熔融物滴落高度)的模拟,解决了因场地空间限制、试验操作便利性和安全性等方面带来的诸多限制,实现了真实配网线路放电熔融物引燃型故障的模拟。
下面对放电熔融物在真实环境下和实验环境下的滴落过程进行分析,以明确风力因素对熔融物在滴落过程中的状态影响,从而在试验中准确控制风力。
1、第一种情况:在真实的配网线路上发生放电熔融物引燃型故障。
在真实的配网线路上发生放电熔融物引燃型故障时,导线对电杆或横担放电,高温电弧烧蚀混凝土(电杆的主要材质)或金属横担,产生高温熔融物。熔融物在滴落过程中的热量散失和温度变化计算方法如下:
默认放电产生的高温熔融物是球形颗粒,熔融物温度为,初始温度为,滴 落高度为,熔融物半径为,熔融物密度为,熔融物比热容为,熔融物速度为,与空 气间的对流传热系数为,环境温度为,空气密度为,空气阻力系数为,空气运动粘 度为。熔融颗粒位置矢量为,初始时刻位置矢量为0。
可忽略颗粒滴落过程中的空气浮力,高温熔融物在滴落过程中,受重力和空气阻力/>作用:
(1)
(2)
(3)
其中:m为熔融物质量,为熔融物密度,/>为熔融物半径,/>是空气密度,/>是空气阻力系数,/>是熔融物速度,/>是重力加速度。
熔融颗粒的阻力系数与雷诺数/>相关,可按下式计算:
(4)
(5)
其中,为熔融物半径,/>为空气运动粘度,/>是熔融物速度。
根据牛顿运动定律,可得:
(6)
(7)
其中:m为熔融物质量,是熔融物速度,/>是熔融物位置矢量,t为熔融物滴落时间,/>是空气阻力。
将式(1)~(3)代入式(6)、(7)可得:
(8)
其中,t为熔融物滴落时间,S为熔融物滴落距离,是重力加速度的值,即/>
满足边界条件:t=0时刻,S=0;
当熔融颗粒落地时刻,所用时间为,此时S=/>
联立式(9)~(10),解上述微分方程,可得第一种情况下熔融颗粒的坠落时间
在时间内,熔融颗粒与周围空气之间发生对流传热、辐射传热。对流传热散失的热量/>、辐射传热散失的热量/>分别满足如下方程:
(9)
(10)
(11)
其中:是Stefan-Boltzmann 常数,/>是熔融颗粒的热发射率,/>是熔融物比热容,/>是熔融物温度,/>是环境温度,/>为熔融物半径,/>是熔融颗粒表面积。
则,熔融颗粒在降落过程中,温度降低速率表示为:
(12)
通过上式,解微分方程,可计算出经过时间后,即在真实的配网线路上发生放电熔融物引燃型故障时,产生的熔融颗粒从高度/>处滴落至地面时,颗粒温度,温度降幅为/>
2、第二种情况:在本发明的试验装置上发生放电熔融物引燃型故障。
熔融物滴落过程散失的热量和降温过程计算如下,如图2所示是发明的试验装置的熔融颗粒滴落过程示意图,本装置熔融颗粒滴落高度为1.6m,即自1.6m高处滴落,其运动过程可分为三个阶段。
第一阶段,参见图2,初始坠落高度=0.2m,此坠落阶段还未受风力产生单元的水平风作用影响,因此该过程与实际配网线路放电故障初始滴落过程完全一样,通过空气对流、辐射散失的热量,以及温度降低幅度的计算方法与第一种情况相同。可得此阶段结束时,运动时间为/>,结束时刻的位置矢量在y轴方向分量为/>,/>即第一阶段的垂直坠落高度,熔融颗粒温度降为/>,温度降幅为/>
第二阶段,通过风速产生单元,产生水平恒定风力作用的阶段。此阶段中,熔融物受重力、水平风力(参见图2所示)和竖直向上空气阻力共同作用,在xy方向上均有运动。此时,水平风力和竖直向上空气阻力的合力/>为:
(13)
其中,是空气密度,/>是空气阻力系数,/>为熔融物半径,/>是熔融物速度,/>是重力加速度,/>为此阶段中的熔融物速度,表示为:
(14)
其中: 为施加的水平恒定风力的风速,/>为熔融物速度。
将式(13)~(14)代入式(6)~(7),可得:
(15)
式中:为此阶段中的位置矢量。
此阶段满足边界条件:时刻,位置矢量/>;此阶段结束时刻,即/>时刻,位置矢量在y轴方向分量为/> ,/>即第二阶段的垂直坠落高度。
解上述微分方程,可得此阶段运动时间。将时间/>代入式(12),则可得经过此过程强制对流和辐射散热后,熔融颗粒温度降为/>,温度降幅为,在水平方向运动距离/>
第三阶段,熔融颗粒逃出恒定风力区,重新进入仅有重力和空气阻力作用的阶段,空气阻力方向与速度方向相反。此阶段满足边界条件:时刻,位置矢量/>;此阶段结束时刻,即/>时刻,位置矢量在y轴方向分量为/>,/>即第三阶段的垂直坠落高度。
解式(8)所示微分方程,可得此阶段运动时间。将时间/>代入式(12),则可得经过此过程对流和辐射散热后,熔融颗粒温度降为/>,温度降幅为,在水平方向运动距离/>
由此可得本发明中,熔融颗粒降落过程中温度降幅为:
(16)
其中,为第一阶段熔融颗粒的温度降幅,/>为第二阶段熔融颗粒的温度降幅,/>为第三阶段熔融颗粒的温度降幅。
本发明熔融物滴落过程的散热量和降温幅度,与真实配网线路熔融物滴落过程一样,则有下列关系:
(17)
其中,是第二种情况(试验条件)下熔融颗粒降落过程中温度降幅,/>为第一种情况(真实环境)下熔融颗粒降落过程中温度降幅,由上式可确定本发明中第二阶段施加的水平强风风速大小。
同时,可得高温熔融颗粒在水平方向运动距离为:,其中,/>是熔融物第二阶段水平方向运动距离,/>是第三阶段水平方向运动距离。
由此,即通过风速产生单元,使熔融物滴落过程中经历一段竖直距离为1m、风速大小为,风力方向为水平的恒定强风作用,即可实现配网线路真实放电熔融物引燃型故障的模拟。
对不同的配网线路电杆高度和地形起伏,仅需调节此装置风速大小,即可实现同等滴落高度、同等降温过程的故障模拟。
上述风力参数计算过程可通过程序自动实现,根据模拟放电高度以及环境温度、空气等基础数据,基础数据设定完成后,熔融物真实滴落高度选定后,即可自动程序计算风速大小。
在一种实施方式中,模拟电杆1通过底盘2固定在地面,并与底盘可旋转地连接。电杆可在金属底盘中旋转,方便调整改变导线对电杆放电点的位置,从而实现了不用更换电杆,仅通过旋转电杆角度,实现同一放电高度不同放电点的模拟。
在一种实施方式中,模拟电杆1的顶端固定有金属横担10。如图3所示是横担安装俯视图,金属横担10通过固定金具11固定在模拟电杆1的顶端,与实际的配网线路安装方式一样,模拟电弧烧蚀金属部件产生的熔融物引燃故障。
在一种实施方式中,模拟电杆1通过可调电阻接地。通过调节电阻大小,实现不同接地电阻的模拟。
在试验条件下无法模拟不同地区不同天气条件下接地电阻存在差异的情况,不同地区的土质状况不同,土壤电阻率差异较大,当为泥土时,土壤电阻率可低至10Ω∙m,当为多岩山地时,土壤电阻率可高达2000Ω∙m ~5000Ω∙m。并且,不同天气,如雨天、晴天、连续干旱天气等,土壤含水率不同,由此带来土壤电阻率也不同。
10kV配电线路仅在台区或有电力设备安装的电杆上,装设有接地线,大多数电杆并未装设接地线,并且钢筋混凝土电杆里面的钢筋也并没有全部与横担直接相连。当发生导线对电杆或金属横担放电时,故障等效电阻主要由电杆电阻、接地电阻构成。不同地区土质状况差异、土壤含水率的差异导致了电杆接地电阻不同,由此带来故障放电电流不同,将直接影响放电熔融物颗粒的尺寸大小和发生融滴的时间。现有试验方法由于是在真实配网电杆上做实验,土壤条件不可选择,接地电阻不可改变,制约了不同地区和不同天气条件下试验模拟,所得试验结果的全面性、代表性和准确性存在较大局限。
本发明通过可调电阻将电杆接地,改变可调电阻的阻值,通过电阻率的改变模拟不同的土壤条件和天气状况,试验范围不受限制。对不同的配网线路电杆高度和土壤气候条件,仅需调节此装置风速大小和接地电阻阻值,即可实现同等滴落高度、同等降温过程、同等电阻率的故障模拟。可选地,底盘为金属底盘,可变电阻通过导线连接于金属底盘和大地之间,实现模拟电杆接地。
进一步地,试验装置还包括导线定位装置,如图4所示,图4是导线定位装置安装示意图,导线定位装置包括绝缘拐臂12、拉杆13和电机14。绝缘拐臂12的一端与拉杆13连接,另一端部用于固定电线3,拉杆13在电机14驱动下带动绝缘拐臂12朝靠近模拟电杆1的方向或者远离模拟电杆1的方向运动。
通过绝缘支架15将导线定位装置置于合适高度,通过电机可以精确控制绝缘拐臂与模拟电杆的距离,即控制导线与模拟电杆的放电距离。当控制电机运动时,导线可靠近电杆(或横担)、可远离电杆(或横担),当靠近电杆(或横担)时,当电杆和导线之间的距离减少到一定值时,比如1~2mm,就会产生强烈的电弧放电,电弧烧蚀电杆或金属横担表面,产生高温熔融物。当导线远离电杆(或金属横担)时,放电电弧消失。
进一步地,绝缘拐臂12与拉杆13连接一端套设有绝缘子16,从而绝缘拐臂与电机之间通过绝缘子隔开,保证电气绝缘安全距离。
在一种实施方式中,试验装置还包括地面枯落物单元,地面枯落物单元包括金属托盘和放置于金属托盘上的枯落物,金属托盘放置于地面,用于接收滴落的熔融物。金属托盘放置于地面上熔融滴落区域,本实验不仅可模拟熔融物运动过程,还可以观察、记录熔融物滴落到可燃物上发生起火的过程,以模拟真实的森林、草原等环境。
根据具体实验情况,托盘尺寸设置为1mX2m,托盘上铺放土壤,上敷杂草、松针、落叶等森林草原地区典型的地面可燃物。参见上述熔融物水平方向运动距离公式,以计算出的熔融物水平运动距离为中心,布置地面枯落物单元。根据公式自动计算熔融物落地位置,可燃物铺设面积不需要太大。
本发明的第二方面,提供一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验方法,包括:
S1,搭建本发明上述任一项实施例的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置;
S2,确定试验参数,试验参数至少包括高压电压值和电杆高度;
S3,根据试验参数确定风力参数;
S4,启动风力产生单元,以该风力参数产生对应的恒定风;
S5,使带电导线靠近模拟电杆,产生放电熔融物;
S6,监测并记录熔融物的温度变化和滴落过程。
其中,步骤S3的计算方式参见本发明的上述实施例的记载,步骤S6中使用快帧速红外测温仪记录熔融物温度,使用快速摄像机记录实验现象,记录完成后,断开导线的高压电源开关,控制电机使得导线远离电杆或横担,实验结束。
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 (10)

1.一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,其特征在于,包括模拟电杆、导线和风速产生单元;所述模拟电杆固定在地面,所述导线用于与所述模拟电杆靠近时发生电弧放电,以使所述模拟电杆产生放电熔融物;所述风速产生单元用于在所述熔融物滴落过程中提供风力。
2.根据权利要求1所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,其特征在于,所述模拟电杆的顶端固定有金属横担。
3.根据权利要求1所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,其特征在于,所述模拟电杆通过底盘固定在地面,并与所述底盘可旋转地连接。
4.根据权利要求3所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,其特征在于,所述底盘为金属底盘,所述金属底盘与地面之间设有绝缘板。
5.根据权利要求1所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,其特征在于,所述模拟电杆通过可调电阻接地。
6.根据权利要求1所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,其特征在于,所述试验装置还包括导线定位装置,所述导线定位装置包括绝缘拐臂、拉杆和电机;所述绝缘拐臂的一端与所述拉杆连接,另一端用于固定所述导线;所述拉杆在所述电机驱动下带动所述绝缘拐臂靠近或者远离所述模拟电杆。
7.根据权利要求6所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,其特征在于,所述绝缘拐臂上与拉杆连接的一端套设有绝缘子。
8.根据权利要求1所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,其特征在于,所述试验装置还包括地面枯落物单元,所述地面枯落物单元包括金属托盘和放置于所述金属托盘上的枯落物,所述金属托盘放置于地面,用于接收滴落的熔融物。
9.根据权利要求1所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置,其特征在于,所述模拟电杆采用钢筋混凝土制成。
10.一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验方法,其特征在于,包括:
S1,搭建权利要求1-9任一项所述的配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置;
S2,确定试验参数,所述试验参数至少包括高压电压值和电杆高度;
S3,根据试验参数确定风力参数;
S4,启动风力产生单元,以所述风力参数产生对应的恒定风;
S5,使带电导线靠近模拟电杆,产生放电熔融物;
S6,监测并记录所述熔融物的温度变化和滴落过程。
CN202410262959.6A 2024-03-08 2024-03-08 一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法 Active CN117849561B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410262959.6A CN117849561B (zh) 2024-03-08 2024-03-08 一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410262959.6A CN117849561B (zh) 2024-03-08 2024-03-08 一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117849561A true CN117849561A (zh) 2024-04-09
CN117849561B CN117849561B (zh) 2024-05-14

Family

ID=90534744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410262959.6A Active CN117849561B (zh) 2024-03-08 2024-03-08 一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117849561B (zh)

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2073930A1 (en) * 1992-07-15 1994-01-16 Gordon Roland Barker Heat Radiating Element and Drippings Shield for Gas-Fired Barbecues
CN104049189A (zh) * 2014-06-24 2014-09-17 国家电网公司 模拟山火条件下线路相地和相间间隙放电特性的检测装置
CN204964657U (zh) * 2015-09-29 2016-01-13 国网江西省电力科学研究院 一种适用于研究10kV线路避雷器接地形式的试验装置
CN109031062A (zh) * 2018-07-16 2018-12-18 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 杆塔间隙操作冲击电压下50%放电电压计算方法和系统
CN109444688A (zh) * 2018-11-15 2019-03-08 国网山西省电力公司大同供电公司 一种10kV配电网绝缘导线与树障的雷击模拟试验平台
CN110646458A (zh) * 2019-09-26 2020-01-03 陕西元丰纺织技术研究有限公司 一种防护服熔融金属飞溅试验装置及方法
CN212410484U (zh) * 2020-06-08 2021-01-26 安徽建筑大学 一种变风速条件下建筑保温板材双火点融合实验装置
CN113178369A (zh) * 2021-04-26 2021-07-27 浙江慈虹电力科技有限公司 一种跌落式熔断器故障跌落远程报警装置
CN113433487A (zh) * 2021-06-22 2021-09-24 国网陕西省电力公司电力科学研究院 一种跌落式熔断器状态监测方法、装置、设备和介质
CN113533616A (zh) * 2020-04-13 2021-10-22 香港理工大学深圳研究院 一种产生滴落火焰的设备及研究滴落火点火的实验方法
CN113577630A (zh) * 2021-07-27 2021-11-02 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种扑灭输电线路山火的灭火介质试验装置及试验方法
CN113625128A (zh) * 2021-06-21 2021-11-09 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种阻燃聚合材料高压电弧引燃模拟装置及使用方法
CN113899930A (zh) * 2021-10-12 2022-01-07 国网北京市电力公司 一种山火灾害的监测系统
CN115389696A (zh) * 2022-08-24 2022-11-25 广东电网有限责任公司 一种熔融物引燃的判定方法、装置、存储介质及系统
CN115411713A (zh) * 2022-08-29 2022-11-29 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种配电网树线放电故障电流转移消弧实验平台及方法
CN115732045A (zh) * 2022-11-30 2023-03-03 中国地质大学(武汉) 熔融滴落型材料火蔓延机理的分析方法、装置及系统
CN116256146A (zh) * 2023-03-27 2023-06-13 安徽工业大学 一种高温熔融玻璃微珠液滴碰撞装置及方法
CN116879490A (zh) * 2023-09-07 2023-10-13 安铄应用科技(苏州)有限公司 一种用于防火pp阻燃材料的测试仪及测试方法
CN117451917A (zh) * 2023-10-30 2024-01-26 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 多层级电缆火蔓延及熔融滴火试验平台及方法
CN117554742A (zh) * 2023-11-10 2024-02-13 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种断线坠地引发森林草原火灾的实验测量装置和方法

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2073930A1 (en) * 1992-07-15 1994-01-16 Gordon Roland Barker Heat Radiating Element and Drippings Shield for Gas-Fired Barbecues
CN104049189A (zh) * 2014-06-24 2014-09-17 国家电网公司 模拟山火条件下线路相地和相间间隙放电特性的检测装置
CN204964657U (zh) * 2015-09-29 2016-01-13 国网江西省电力科学研究院 一种适用于研究10kV线路避雷器接地形式的试验装置
CN109031062A (zh) * 2018-07-16 2018-12-18 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 杆塔间隙操作冲击电压下50%放电电压计算方法和系统
CN109444688A (zh) * 2018-11-15 2019-03-08 国网山西省电力公司大同供电公司 一种10kV配电网绝缘导线与树障的雷击模拟试验平台
CN110646458A (zh) * 2019-09-26 2020-01-03 陕西元丰纺织技术研究有限公司 一种防护服熔融金属飞溅试验装置及方法
CN113533616A (zh) * 2020-04-13 2021-10-22 香港理工大学深圳研究院 一种产生滴落火焰的设备及研究滴落火点火的实验方法
CN212410484U (zh) * 2020-06-08 2021-01-26 安徽建筑大学 一种变风速条件下建筑保温板材双火点融合实验装置
CN113178369A (zh) * 2021-04-26 2021-07-27 浙江慈虹电力科技有限公司 一种跌落式熔断器故障跌落远程报警装置
CN113625128A (zh) * 2021-06-21 2021-11-09 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种阻燃聚合材料高压电弧引燃模拟装置及使用方法
CN113433487A (zh) * 2021-06-22 2021-09-24 国网陕西省电力公司电力科学研究院 一种跌落式熔断器状态监测方法、装置、设备和介质
CN113577630A (zh) * 2021-07-27 2021-11-02 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种扑灭输电线路山火的灭火介质试验装置及试验方法
CN113899930A (zh) * 2021-10-12 2022-01-07 国网北京市电力公司 一种山火灾害的监测系统
CN115389696A (zh) * 2022-08-24 2022-11-25 广东电网有限责任公司 一种熔融物引燃的判定方法、装置、存储介质及系统
CN115411713A (zh) * 2022-08-29 2022-11-29 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种配电网树线放电故障电流转移消弧实验平台及方法
CN115732045A (zh) * 2022-11-30 2023-03-03 中国地质大学(武汉) 熔融滴落型材料火蔓延机理的分析方法、装置及系统
CN116256146A (zh) * 2023-03-27 2023-06-13 安徽工业大学 一种高温熔融玻璃微珠液滴碰撞装置及方法
CN116879490A (zh) * 2023-09-07 2023-10-13 安铄应用科技(苏州)有限公司 一种用于防火pp阻燃材料的测试仪及测试方法
CN117451917A (zh) * 2023-10-30 2024-01-26 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 多层级电缆火蔓延及熔融滴火试验平台及方法
CN117554742A (zh) * 2023-11-10 2024-02-13 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种断线坠地引发森林草原火灾的实验测量装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宁鑫: "配电线路单相触树接地故障特征分析", 《电力系统及其自动化学报》, vol. 35, no. 7, 31 July 2023 (2023-07-31), pages 137 - 143 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117849561B (zh) 2024-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Péter et al. Assessment of the current intensity for preventing ice accretion on overhead conductors
CN109375004B (zh) 模拟覆冰荷载脱落的实验装置
CN207066494U (zh) 输电线路覆冰监测系统
CN105004580B (zh) 一种可自动点火及采烟的通电导线燃烧实验装置及方法
CN109375056B (zh) 配网断线接地实况试验回路及故障模拟平台和试验方法
CN117849561B (zh) 一种配电线路放电熔融物引燃型故障试验装置及试验方法
CN117554742B (zh) 一种断线坠地引发森林草原火灾的实验测量装置和方法
CN107037256A (zh) 接地检测装置
CN105203934A (zh) 模拟雾霾环境下的输电线路绝缘子闪络放电特性试验方法
CN109683073A (zh) 一种高压直流耐压试验放电的方法
CN109342897A (zh) 小型山火诱发高压输电线路闪络放电及其预警模拟装置
CN105911375B (zh) 一种配电线路覆冰临界电流特性的试验方法
CN106990310A (zh) 架空输电导线容量特性监测系统、测试方法及装置
CN105243931B (zh) 一种基于变重力条件下的固体燃料燃烧实验装置
Chen et al. High-temperature ampacity model for overhead conductors
Alvarez et al. Validation of a thermal model for overhead transmission lines at high conductor temperature
CN202057763U (zh) 一种模拟森林火灾引发高压输电线路闪络放电的实验装置
CN109632882B (zh) 一种多自由度的电缆火蔓延测试装置
Yang et al. Experimental investigation on flashover characteristics of hollow porcelain insulator under extreme rainfall
CN114234940B (zh) 一种高压电力线路树线放电基础数据的测量系统及方法
CN207473035U (zh) 一种电弧发生测试装置
CN209232261U (zh) 一种高压输电线路火灾响应特性及理化性质损益实验平台
CN113253031A (zh) 一种输电线路山火跳闸试验平台
Chen et al. Thermal grading around overhead transmission line under various environments and its influence to load capacity
CN213400183U (zh) 输电线路模拟实验平台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant