CN202903951U - 检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置 - Google Patents

Abstract

一种检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置，属于架空输电线路安全运行的辅助装置技术领域。本实用新型主要包括调压器、试验变压器、保护电阻、电阻分压器、示波器、高压导线、门型架、塔窗-导线间隙、鸟粪调节部件等。本实用新型采用不同电压等级的架空输电线路的实际塔窗-导线间隙，能模拟不同大小鸟的粪便对塔窗-导线间隙的影响，因此具有真实、可靠、使用方便、检测的准确性高、精度高、检测范围广等特点。本实用新型可广泛用作检测不同电压等级的架空输电线路实际尺寸的塔窗-导线间隙耐受鸟粪危害的模拟装置。

Description

检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置

技术领域

本实用新型属于架空输电线路安全运行的辅助装置技术领域，具体涉及架空输电线路杆塔的塔窗-导线空气间隙在鸟粪作用下的交流放电特性的检测装置。 

背景技术

目前，随着人类对自然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量逐渐增多，活动范围日趋扩大，电力系统架空输电线路中鸟害跳闸故障日渐突出，严重影响架空输电线路的安全运行。据分析认为，架空输电线路的鸟害故障有4种类型：①鸟展翅飞翔时身体短接空气间隙造成短路故障；②鸟筑巢时所衔金属导体短接空气间隙造成接地故障；③鸟粪污染绝缘子表面，导致其在潮湿空气中的沿面闪络故障；④大鸟在杆塔上排便时，粪便造成导线与塔体瞬间闪络故障。其中，鸟粪闪络故障是最主要的鸟害故障类型，特别是在110kV及以上电压等级架空输电线路中，鸟粪闪络占到鸟害故障的90%以上。然而，在目前的输电线路杆塔外绝缘设计上，鸟害故障一直没有被考虑在内。因此，研制鸟粪闪络故障的检测装置，判断所设计的杆塔外绝缘能否承受鸟害故障的威胁，从而为保障架空输电线路，特别是保证110kV及以上架空输电线路的安全运行具有非常重要的意义。 

现有测量鸟粪影响下的空气间隙交流放电特性的装置，如申请号为201220194583.2的“测量鸟粪影响下的空气间隙放电特性的装置”的专利，公开的装置主要包括调压器、试验变压器、保护电阻、电阻分压器、示波器、金属板、高压导线、“V”型绝缘子串、塔窗电极、鸟粪调节部件等。其中，塔窗电极由横截面的边长30mm~50mm、厚度4mm~6mm的等边角钢焊接成长1000mm~2000m、宽300mm~600mm的外部边框，并在外部边框的内部沿长边每隔200mm~400mm的对角线处，分别焊接宽度为300mm~500mm、厚度为4mm~6mm的扁钢，用以模拟架空输电线路杆塔的横担，通过调节“V”型绝缘子串的夹角用以达到调节塔窗电极与“V”型绝缘子串下端高压导线的间距（即空气间隙的长度）的目的；鸟粪模拟液为由鸡蛋、108胶、硅藻土、氯化钠（NaCl）按一定的比例搅拌混合成电导率为4000μS/cm、粘度为15s的液体，在向漏斗中加入鸟粪模拟液前，通过改变漏斗的下口径来模拟不同鸟的粪便，该装置的主要缺点：①塔窗电极为尺寸较小的模拟横担，“V”型绝缘子串为定长的绝缘子串，过于简化，不能完全反映实际的塔窗电极结构，模拟的真实性差；②该装置仅能测量20cm~80cm间隙长度下的鸟粪闪络特性，测量范围小，对于110kV及以上线路的塔窗-导线间隙在鸟粪作用下的击穿特性不能做出准确的预测；③鸟粪模拟液的添加需要在装置加压前人为向漏斗中添加，工作量大而且不能保证测量人员的安全。 

发明内容

本发明的目的是针对现有测量鸟粪影响下的空气间隙交流放电特性装置的不足，提供一种检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置，具有结构简单、使用方便，测量的准确性高、精度高、应用范围广，能够为杆塔的外绝缘设计提供可靠的设计依据等特点。 

实现本实用新型目的的技术方案是：一种检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置，主要包括调压器、试验变压器、保护电阻、电阻分压器、示波器、塔窗-导线间隙、鸟粪调节部件、门字型架等。所述调压器的原边通过电源线与380V电源连接，所述调压器的副边与所述试验变压器的原边相连，所述试验变压器的副边的高压端与所述的保护电阻串联后再与所述的电阻分压器并联，所述电阻分压器的分压端与所述示波器的信号输入端连接，以便监测所述电阻分压器的电压波形及电压大小，所述电阻分压器的高压端通过铜带与所述的塔窗-导线间隙的高压导线相连，通过所述的调压器来控制所述高压导线的电压等级，所述高压导线的电压为110kV~500kV，能用于检测不同电压等级架空输电线路中塔窗-导线间隙在鸟粪影响下的放电特性，并且能够保证测量人员的安全。 

所述的塔窗-导线间隙由杆塔横担、“V”型绝缘子串、高压导线构成。所述杆塔横担和“V”型绝缘子串及高压导线均分别为被检测架空线路的一段杆塔横担（即长2000mm~5000mm、宽500mm~2000mm）和“V”型绝缘子串及一段高压导线（即长2000mm~5000mm），用于测量不同电压等级的实际架空输电线路的塔窗-导线间隙在鸟粪影响下的交流放电特性。所述的杆塔横担通过4~8个绝缘子固定在所述门字型架的顶端，用以支撑所述的杆塔横担。所述“V”型绝缘子串的开口端固定在所述杆塔横担的下端面上，用以支撑所述的“V”型绝缘子串，所述的高压导线固定在所述“V”型绝缘子串底端，用以支撑所述的高压导线，并保证所述高压导线对地的安全电气距离。所述绝缘子和门字型架根据被检测架空输电线路的电压等级确定，用以确保鸟粪影响下的架空输电线路杆塔的塔窗-导线间隙闪络的真实性，从而保证检测的真实性和准确度。 

所述的鸟粪调节部件主要由喷头、气动隔膜泵和空气压缩机及鸟粪模拟液和盛鸟粪模拟液的容器构成，所述喷头的口径为6mm~12mm，所述喷头固定在所述杆塔横担的下端，并正对所述高压导线的上方，用以模拟不同大小的鸟停留在杆塔横担上方排便时落在塔窗-导线间隙中形成的鸟粪通道。所述的喷头通过水管与气动隔膜泵的出口连接，所述的气动隔膜泵的进口与盛有鸟粪模拟液的容器相连，所述的气动隔膜泵的进气口与所述空气压缩机的出气口相连，所述的空气压缩机用以提供所述气动隔膜泵的动力，并通过控制所述空气压缩机的出气口气压的大小就能控制所述气动隔膜泵供给所述喷头的鸟粪模拟液喷出的多少，用以模拟大小不同鸟的粪便。所述容器的材料为厚度3mm的不锈钢，所述容器的形状为底边长300mm~500mm、高300mm~500mm的正方形。所述的鸟粪模拟液为现有的鸟粪模拟液（即由鸡蛋、氯化钠（NaCl）、硅藻土、108胶混合搅拌均匀成电导率4000μS/cm，粘度15s的液体）。 

检测时，预先安装所要进行检测试验的杆塔塔窗-导线间隙，并选择不同下口径的喷头喷出不同横截面的鸟粪模拟液，检测鸟粪能否引起该塔窗-导线电极间隙的击穿，就能检测并判断该塔窗-导线电极间隙能否承受由鸟害带来的威胁，为架空线路的设计和运行人员提供鸟粪闪络故障的可靠依据，以便改变杆塔外绝缘设计参数或采取防止鸟粪闪络故障的措施，从而保证电力系统架空输电线路的安全运行。 

本实用新型采用上述技术方案后，主要有以下效果： 

1、本实用新型的鸟粪调节部件由鸟粪传输部件和不同口径的喷头及鸟粪模拟液构成，结构简单，成本低廉，使用方便，能模拟大小鸟的粪便，并根据检测的需求选择不同的实际塔窗-导线间隙，检测相应的电压等级下鸟粪能否引起电极间隙的击穿，为杆塔外绝缘设计提供可靠依据。

2、本实用新型通过调压器调节高压导线的电压等级，用于测量不同电压等级的架空输电线路的塔窗-导线空气间隙的放电特性，并通过选用不同口径的喷头，来模拟不同横截面的鸟粪模拟液，便于检测不大小鸟的粪便影响下的塔窗-导线间隙的放电特性。因此，本实用新型使用方便，检测准确性高，检测范围广。 

3、本实用新型采用不同电压等级的架空输电线路的由实际高压导线和“V”型绝缘子串及杆塔横担构成的塔窗-导线间隙，用于检测不同电压等级的架空输电线路杆塔塔窗-导线间隙在鸟粪影响下的放电特性，检测结果具有真实性、可靠性等特点，能够为输电线路外绝缘提供可靠的设计依据。 

4、通过本实用新型测试得到的不同的塔窗-导线间隙在鸟粪影响下的放电特性，检测结果能够为架空线路的设计和运行人员提供鸟粪闪络故障的可靠数据，使其充分认识到鸟粪闪络事故的普遍性与危害性，并根据研究结果采取相应的鸟害防治措施，保证架空输电线路的安全运行。 

本实用新型可广泛应用作检测不同电压等级的架空输电线路实际尺寸的塔窗-导线间隙耐受鸟粪危害的装置，特别适用不同电压等级的架空输电线路杆塔塔窗-导线间隙在鸟粪作用下的交流放电特性模拟装置。 

附图说明

图1为本实施例1的结构示意图。 

图中：1调压器，2试验变压器，3保护电阻，4电阻分压器，5示波器，6门字型架，7绝缘子，8杆塔横担，9喷头，10“V”型绝缘子串，11高压导线，12气动隔膜泵，13空气压缩机，14容器。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步说明本实用新型。 

实施例1 

如图1所示，一种检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置，主要包括调压器1，试验变压器2，保护电阻3，电阻分压器4，示波器5，门字型架6，塔窗-导线间隙，鸟粪调节部件等。

所述调压器1的原边通过电源线与380V电源连接，所述调压器1的副边与所述试验变压器2的原边相连，所述试验变压器2的副边的高压端与所述的保护电阻3串联后再与所述的电阻分压器4并联，所述电阻分压器4的分压端与所述示波器5的信号输入端连接，以便监测所述电阻分压器4的电压波形及电压大小，所述电阻分压器4的高压端通过铜带与所述的高压导线11相连，通过所述的调压器1来控制所述高压导线11的电压等级，所述高压导线11的电压为110kV。 

所述的塔窗-导线间隙由杆塔横担8、“V”型绝缘子串10、高压导线11构成。所述杆塔横担8和“V”型绝缘子串10及高压导线11均分别为被检测架空线路的一段杆塔横担（即长2000mm、宽500mm）和“V”型绝缘子串及一段高压导线（即长2000mm），用于测量不同电压等级的实际架空输电线路的塔窗-导线间隙在鸟粪影响下的交流放电特性。所述的杆塔横担8通过4个绝缘子7固定在所述门字型架6的顶端，用以支撑所述的杆塔横担8。所述“V”型绝缘子串10的开口端固定在所述杆塔横担8的下端面上，用以支撑所述的“V”型绝缘子串10，所述的高压导线11固定在所述“V”型绝缘子串10底端，用以支撑所述的高压导线11，并保证所述高压导线11对地的安全电气距离。所述绝缘子7和门字型架6根据被检测架空输电线路的电压等级确定，用以确保鸟粪影响下的架空输电线路杆塔塔窗-导线间隙闪络的真实性，从而保证检测的真实性和准确度。 

所述的鸟粪调节部件主要由喷头9、气动隔膜泵12和空气压缩机13及鸟粪模拟液和盛鸟粪模拟液的容器14构成，所述喷头9的口径为6mm，所述喷头固定在所述杆塔横担8的下端，并正对所述高压导线11的上方，用以模拟不同大小的鸟停留在杆塔横担上方排便时落在塔窗-导线间隙中形成的鸟粪通道。所述的喷头9通过水管与气动隔膜泵12的出口连接，所述的气动隔膜泵12的进口与盛有鸟粪模拟液的容器14相连，所述的气动隔膜泵12的进气口与所述空气压缩机13的出气口相连，所述的空气压缩机13用以提供所述气动隔膜泵12的动力，并通过控制所述空气压缩机13的出气口气压的大小就能控制所述气动隔膜泵12供给所述喷头9的鸟粪模拟液喷出的多少，用以模拟大小不同鸟的粪便。所述容器的材料为厚度3mm的不锈钢，所述容器的形状为底边长300mm、高300mm的正方形。所述的鸟粪模拟液为现有的鸟粪模拟液（即由鸡蛋、氯化钠（NaCl）、硅藻土、108胶混合搅拌均匀成电导率4000μS/cm，粘度15s的液体）。 

检测时，预先安装所要进行检测试验的杆塔塔窗-导线间隙，并选择不同下口径的喷头喷出不同横截面的鸟粪模拟液，检测鸟粪能否引起该塔窗-导线电极间隙的击穿，就能检测并判断该塔窗-导线电极间隙能否承受由鸟害带来的威胁，为架空线路的设计和运行人员提供鸟粪闪络故障的可靠依据，以便改变杆塔外绝缘设计参数或采取防止鸟粪闪络故障的措施，从而保证电力系统架空输电线路的安全运行。 

实施例2 

一种检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置，同实施例1，其中：

所述高压导线11的电压为220kV。

所述塔窗-导线间隙的一段杆塔横担分别为长3000mm、宽1000mm，一段高压导线的长度为3000mm，所述的杆塔横担通过6个绝缘子固定在所述门字型架的顶端。 

所述喷头的口径为8mm，所述容器的形状为底边长400mm，高400mm的正方体。 

实施例3 

一种检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置，同实施例1，其中：

所述高压导线11的电压为500kV。

所述塔窗-导线间隙的一段杆塔横担分别为长5000mm、宽2000mm，一段高压导线的长度为5000mm，所述的杆塔横担通过8个绝缘子固定在所述门字型架的顶端。 

所述喷头的口径为12mm，所述容器的形状为底边长500mm，高500mm的正方体。 

Claims (2)

1.一种检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置，主要包括调压器（1）、试验变压器（2）、保护电阻（3）、电阻分压器（4）、示波器（5）、门字型架（6）、塔窗-导线间隙、鸟粪调节部件， 所述调压器（1）的原边通过电源线与380V电源连接，所述调压器（1）的副边与所述试验变压器（2）的原边相连，所述试验变压器（2）的副边的高压端与所述的保护电阻（3）串联后再与所述的电阻分压器（4）并联，所述电阻分压器（4）的分压端与所述示波器（5）的信号输入端连接，所述电阻分压器（4）的高压端通过铜带与所述的高压导线（11）相连，所述高压导线（11）的电压为110kV~500kV，其特征在于：

所述的塔窗-导线间隙由杆塔横担（8）、“V”型绝缘子串（10）、高压导线（11）构成，所述杆塔横担（8）和“V”型绝缘子串（10）及高压导线（11）均分别为被检测架空线路的一段杆塔横担和“V”型绝缘子串及一段高压导线，所述的杆塔横担（8）通过4~8个所述绝缘子（7）固定在所述门字型架（6）的顶端，所述“V”型绝缘子串（10）的开口端固定在所述杆塔横担（8）的下端面上，所述的高压导线（11）固定在所述“V”型绝缘子串（10）底端，所述绝缘子（7）和门字型架（6）根据被检测架空输电线路的电压等级确定；

所述的鸟粪调节部件主要由喷头（9）、气动隔膜泵（12）和空气压缩机（13）及鸟粪模拟液和盛鸟粪模拟液的容器（14）构成，所述的喷头（9）为口径为6mm~12mm的元件，所述喷头（9）固定在所述杆塔横担（8）的下端，并正对所述高压导线（11）的上方，所述的喷头（9）通过水管与气动隔膜泵（12）的出口连接，所述的气动隔膜泵（12）的进口与盛有鸟粪模拟液的容器（14）相连，所述的气动隔膜泵（12）的进气口与所述空气压缩机（13）的出气口相连。

2.按照权利要求1所述的检测鸟粪影响下的杆塔塔窗-导线间隙放电特性的装置，其特征在于所述一段杆塔横担的长为2000mm~5000mm、宽为500mm~2000mm；所述一段高压导线的长为2000mm~5000mm；所述正方形容器（14）的底边长为300mm~500mm、高为300mm~500mm。

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