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直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明介紹了一種直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置，由調(diào)壓器(2)、充電試驗(yàn)變壓器(3)、燃燒池(7)、直流輸電導(dǎo)線(8)、絕緣子串(9)、放電參數(shù)采集裝置(10)組成。其中調(diào)壓器(2)的輸出端與充電試驗(yàn)變壓器(3)的輸入端相連接。直流輸電導(dǎo)線(8)懸吊式掛接絕緣子串(9)的高壓端。燃燒池(7)置于直流輸電導(dǎo)線(8)下方。放電參數(shù)采集裝置(10)由其放電參數(shù)傳感器與燃燒池(7)的信號輸出端相連接。該裝置：1)可模擬不同火勢的跳閘；2)提供試驗(yàn)平臺；3)可用于山火防治；4)保證設(shè)備和人身安全；5)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。
【專利說明】直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電氣工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置。【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國高壓直流輸電線路發(fā)展迅速，直流輸電線路因山火放電引發(fā)的跳閘停電事故也越來越多，并已嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2012年±500kV江城線因山火跳閘達(dá)14次之多；為探索跳閘的機(jī)理和形成條件，國內(nèi)外相關(guān)科研機(jī)構(gòu)在人工氣候室建立模擬輸電線路山火放電試驗(yàn)裝置。但上述試驗(yàn)裝置在模擬輸電線路山火時(shí)，其導(dǎo)線所施加的電壓遠(yuǎn)低于輸電線路實(shí)際運(yùn)行電壓，燃燒火源也往往為單一氣體火或木垛火，且多數(shù)情況下只模擬了交流輸電線路因山火放電的情況。而實(shí)際運(yùn)行的直流輸電線路，線路電壓比交流線路還要高，跳閘的原因也比交流輸電線路復(fù)雜，再者輸電線路沿線下方的燃燒物多為灌木、雜草。因此，現(xiàn)有模擬輸電線路山火放電試驗(yàn)裝置尚不能模擬實(shí)際直流輸電線路的山火跳閘，繼續(xù)存在與自然環(huán)境下直流輸電線路之間的差距，試驗(yàn)結(jié)果更無法放到直流輸電線路山火的防治中推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，開發(fā)一種可模擬不同燃燒條件下的直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置。該裝置可模擬實(shí)際不同極性直流高壓輸電線路在不同燃燒條件下的山火跳閘事故，使待跳閘試驗(yàn)的導(dǎo)線十分接近實(shí)際運(yùn)行直流輸電線路的電磁場特性，為深入揭示直流輸電線路山火跳閘機(jī)理和外絕緣特性，開發(fā)出更為先進(jìn)的直流輸電線路山火防治與抗山火設(shè)計(jì)技術(shù)提供試驗(yàn)平臺。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是，參見圖1，所述直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置如圖1所示。由調(diào)壓器2、充電試驗(yàn)變壓器3、交流保護(hù)電阻4、倍壓整流裝置5、直流保護(hù)電阻6、燃燒池7、直流輸電導(dǎo)線8、絕緣子串9、放電參數(shù)采集裝置10連接組成。其中所述調(diào)壓器2的輸入端與外設(shè)交流電源I的輸出端相連接，調(diào)壓器2的輸出端與充電試驗(yàn)變壓器3的輸入端相連接。該充電試驗(yàn)變壓器3的輸出端通過交流保護(hù)電阻4與倍壓整流裝置5的輸入端相連接。該倍壓整流裝置5的輸出端通過直流保護(hù)電阻6與直流輸電導(dǎo)線8端頭相連接。該直流輸電導(dǎo)線8懸吊式掛接所述絕緣子串9的高壓端。該絕緣子串9的另一端接地。所述燃燒池7置于直流輸電導(dǎo)線8下方。所述放電參數(shù)采集裝置10由其放電參數(shù)傳感器與燃燒池7的信號輸出端相連接。所述直流輸電導(dǎo)線8與燃燒池7的信號輸出端之間電信號無線通訊聯(lián)接。這樣，當(dāng)直流輸電導(dǎo)線8、燃燒池7的信號輸出端、放電參數(shù)采集裝置10的放電參數(shù)傳感器遭遇燃燒池7與直流輸電導(dǎo)線8之間的空氣間隙被火焰擊穿形成的貫穿性導(dǎo)電通道時(shí)，即刻實(shí)現(xiàn)直流輸電導(dǎo)線8與燃燒池7的信號輸出端之間的電信號無線通訊響應(yīng)。
[0005]由以上構(gòu)成的直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置工作時(shí)配置有一個(gè)模擬山火發(fā)生器。參見附圖1，該模擬山火發(fā)生器由一燃燒池7和一個(gè)放電參數(shù)采集裝置10組成。其中放電參數(shù)采集裝置10通過其放電參數(shù)傳感器與燃燒池7的信號輸出端相連。燃燒池7使用時(shí)置于上述直流輸電導(dǎo)線8的正下方。模擬山火放電試驗(yàn)時(shí)，燃燒池7和直流輸電導(dǎo)線8間的空氣間隙被擊穿而形成貫穿性的導(dǎo)電通道，實(shí)現(xiàn)直流輸電導(dǎo)線8與燃燒池7信號輸出端及放電參數(shù)采集裝置10的放電參數(shù)傳感器之間電信號的無線通訊聯(lián)接。由于上述倍壓整流裝置5擁有極性轉(zhuǎn)換開關(guān)，故可根據(jù)需要輸出正極或負(fù)極直流高壓；直流輸電導(dǎo)線8可根據(jù)所施加的電壓選擇四分裂、六分裂或更多分裂導(dǎo)線，絕緣子串9可選擇為與直流輸電導(dǎo)線8電壓等級相同的絕緣子串類型。而直流輸電導(dǎo)線8與燃燒池7的高度可通過導(dǎo)線上方預(yù)置的升降式懸梁調(diào)節(jié)。
[0006]本發(fā)明的工作原理是:往燃燒池7內(nèi)添加依據(jù)試驗(yàn)需要擇取的灌木、雜草，控制燃燒物數(shù)量和鼓風(fēng)大小，引燃。待火勢穩(wěn)定，將調(diào)壓器2的輸入端外接交流電源I，該交流電源I為IOkV工頻高壓電源。調(diào)壓器2獲取電源后，調(diào)節(jié)其輸出電壓至充電試驗(yàn)變壓器3的輸入端，經(jīng)充電試驗(yàn)變壓器3升高電壓得到更高的交流電壓。當(dāng)從充電試驗(yàn)變壓器3輸出的高電壓經(jīng)過倍壓整流裝置5后，得到所需要的直流高電壓并將該電壓輸出至直流輸電導(dǎo)線8，使其帶上與實(shí)際運(yùn)行線路電壓同等級的直流高壓。通過絕緣子串9上方的升降式懸梁逐漸縮小導(dǎo)線與燃燒池7之間的空氣間隙，當(dāng)直流輸電導(dǎo)線8所帶直流高壓大于其與地即燃燒池7之間的空氣間隙耐受水平時(shí)，空氣間隙被放電擊穿而形成貫穿性的導(dǎo)電通道，將直流輸電導(dǎo)線8與燃燒池7信號輸出端及放電參數(shù)采集裝置10的放電參數(shù)傳感器之間電信號的無線通訊聯(lián)接路徑接通，此時(shí)放電參數(shù)采集裝置10自動記錄放電擊穿瞬間的泄漏電流值和火焰參數(shù)等數(shù)據(jù)。交流保護(hù)電阻4和直流保護(hù)電阻6分別用來限制空氣間隙被擊穿時(shí)流過倍壓整流裝置5和充電試驗(yàn)變壓器3的短路電流值，避免短路電流過大對倍壓整流裝置5和充電試驗(yàn)變壓器3造成損害。每次空氣間隙放電擊穿時(shí)，記錄直流輸電導(dǎo)線8的直流電壓值，直流輸電導(dǎo)線8與燃燒池7的間距，以及放電參數(shù)采集裝置10自動采集的放電通道泄漏電流與空氣離子濃度、環(huán)境溫濕度、火焰溫度和電導(dǎo)率等參數(shù)。歸納和總結(jié)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)，即可得到實(shí)際直流輸電線路在不同燃燒物、不同火勢情況下的跳閘電場強(qiáng)度、跳閘泄漏電流等數(shù)據(jù)，分析出直流輸電線路山火跳閘的影響因素。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
[0008]I)、容量高，輸出電流大，可模擬實(shí)際運(yùn)行不同極性、不同電壓等級直流輸電線路在不同燃燒物、不同火勢大小條件下的山火跳閘特性；
[0009]2)、為深入揭示直流輸電線路山火放電導(dǎo)致跳閘的機(jī)理和外絕緣特性提供了試驗(yàn)平臺；
[0010]3)、試驗(yàn)結(jié)果可以直接應(yīng)用于直流輸電線路山火防治和抗山火設(shè)計(jì)工作；
[0011]4)、能夠保證模擬山火放電試驗(yàn)時(shí)設(shè)備和人身的安全；
[0012]5)、結(jié)構(gòu)和操作簡單、成本低，運(yùn)行維護(hù)方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，圖中標(biāo)示為:
[0014]I—交流電源，
[0015]2—調(diào)壓器，[0016]3—充電試驗(yàn)變壓器，
[0017]4 一交流保護(hù)電阻，
[0018]5—倍壓整流裝置，
[0019]6—直流保護(hù)電阻，
[0020]7—燃燒池，
[0021]8—直流輸電導(dǎo)線，
[0022]9 一絕緣子串，
[0023]10—放電參數(shù)采集裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參見附圖1，圖1所示為本發(fā)明直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置一個(gè)具體的實(shí)施例。該實(shí)施例中交流電源I采用IOkv工頻高壓電源，電源容量大于或等于1500kVA ；調(diào)壓器2采用市售TSJA-1500型單相調(diào)壓器，額定容量1500kVA，輸入電壓10kV，輸出電壓0-10.5kV ;充電試驗(yàn)變壓器3采用市售YDTCW-1500/500型試驗(yàn)變壓器，額定容量1500kV，額定輸入電壓10kv，額定輸出電壓500kV ;交流保護(hù)電阻4和直流保護(hù)電阻6采用市售通用電阻，電阻值依次分別為IOkQ和1800ΜΩ ;倍壓整流裝置5采用市售CQSB (J)-15000型兩級倍壓整流裝置，額定輸出電壓±1000kV，額定輸出電流1.5A ;燃燒池7采用市售帶信號輸出端和用于控制燃燒物火勢的鼓風(fēng)機(jī)的HCKJ-120型燃燒池；直流輸電導(dǎo)線8采用市售LGJ型多分裂鋼芯鋁絞線；絕緣子串9采用市售FXBW型硅橡膠復(fù)合絕緣子；放電參數(shù)采集裝置10采用市售FID20IOT型放電參數(shù)采集與分析系統(tǒng)。上述交流電源1、調(diào)壓器2、充電試驗(yàn)變壓器3、交流保護(hù)電阻4、倍壓整流裝置5、直流保護(hù)電阻6、燃燒池7、直流輸電導(dǎo)線8、絕緣子串9、放電參數(shù)采集裝置10按上述本發(fā)明的技術(shù)方案，參照附圖1所示連接關(guān)系進(jìn)行連接搭建。其中調(diào)壓器2的輸入端與外設(shè)交流電源I的輸出端相連接，調(diào)壓器2的輸出端與充電試驗(yàn)變壓器3的輸入端相連接。充電試驗(yàn)變壓器3的輸出端通過交流保護(hù)電阻4與倍壓整流裝置5的輸入端相連接。倍壓整流裝置5的輸出端通過直流保護(hù)電阻6與直流輸電導(dǎo)線8端頭相連接。直流輸電導(dǎo)線8懸吊式掛接絕緣子串9的高壓端，絕緣子串9的另一端接地。燃燒池7置于直流輸電導(dǎo)線8下方。放電參數(shù)采集裝置10由其放電參數(shù)傳感器與燃燒池7的信號輸出端相連接。直流輸電導(dǎo)線8與燃燒池7的信號輸出端之間電信號無線通訊聯(lián)接。由以上構(gòu)成的本發(fā)明的直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置，經(jīng)試制試用被證明效果良好，具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠和操作使用方便的特點(diǎn)，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種直流輸電線路山火放電模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，它由調(diào)壓器(2)、充電試驗(yàn)變壓器(3)、交流保護(hù)電阻(4)、倍壓整流裝置(5)、直流保護(hù)電阻(6)、燃燒池(7)、直流輸電導(dǎo)線(8)、絕緣子串(9)、放電參數(shù)采集裝置(10)組成，其中所述調(diào)壓器(2)的輸入端與外設(shè)交流電源(I)的輸出端相連接，調(diào)壓器(2)的輸出端與充電試驗(yàn)變壓器(3)的輸入端相連接，該充電試驗(yàn)變壓器(3)的輸出端通過交流保護(hù)電阻(4)與倍壓整流裝置(5)的輸入端相連接，該倍壓整流裝置(5)的輸出端通過直流保護(hù)電阻(6)與直流輸電導(dǎo)線(8)端頭相連接，該直流輸電導(dǎo)線(8)懸吊式掛接所述絕緣子串(9)的高壓端，該絕緣子串(9)的另一端接地，所述燃燒池(7)置于直流輸電導(dǎo)線(8)下方，所述放電參數(shù)采集裝置(10)由其放電參數(shù)傳感器與燃燒池(7)的信號輸出端相連接，所述直流輸電導(dǎo)線(8)與燃燒池(7)的信號輸出端之間電信號無線通訊聯(lián)接。
【文檔編號】G01R31/00GK103954867SQ201410196873
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】陸佳政, 胡建平, 方針, 李波, 張紅先, 蔣正龍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院