一種用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置製造方法
2023-10-06 18:21:44
一種用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，包括後蓋、控制箱、電磁閥、炮筒、第一球閥、儲氣罐、第二球閥、壓力表、第三球閥、方型支架和腹板；後蓋和控制箱均固定在腹板上，電磁閥底部固定在後蓋上，其側壁設有通孔，第一球閥一端通過連接管與通孔連接，其另一端連接儲氣罐，第二球閥和第三球閥均設置於儲氣罐另一側，第二球閥和第三球閥另一側分別連接壓力表和充氣裝置；電磁閥的頂部設有炮筒，方型支架支撐所述炮筒。採用本發明的氣動發射裝置模擬短路故障，實現在線路任何位置完成試驗，受天氣因素影響小，通過調節壓縮空氣的氣壓調節發射高度，可滿足不同電壓等級的試驗需求。發射裝置尺寸、質量均較小，方便設備使用和運輸。
【專利說明】一種用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於輸電線路【技術領域】，具體涉及一種用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國西電東送和南北互供等遠距離輸電格局的逐步規劃和形成，特高壓輸電工程的需求也越來越大，由於特高壓工程電壓等級高、輸送容量大，對系統的穩定性影響較大，對工程的質量要求及其嚴格，故工程投入前最後的系統調試顯得尤為重要，其中，線路短路試驗作為考核輸電系統抗擾動動態性能的最重要的一項試驗，由於是在實際系統線路上進行，對於考核工程整體性能又具有決定性的意義，因此，如何進行短路故障模擬試驗的意義不言而喻。目前國內外的短路試驗方法中，要麼試驗設備及方法適用範圍有限，要麼試驗的穩定性、可靠性不夠高，或者不利於安裝和運輸，還有的無法滿足日益升高電壓等級的試驗高度要求。本發明是通過採用壓縮空氣作為發射動力，將帶有接地線的彈頭髮射至線路等電位區域擊穿來模擬短路故障，可以實現在線路任何位置完成試驗，通過調節壓縮空氣的氣壓調節發射高度，可滿足不同電壓等級的試驗需求；設備不僅受天氣因素影響小，且發射裝置尺寸、質量均較小，方便使用和運輸。
[0003]目前高壓線路短路試驗一般採用彈簧儲能發射裝置來實現。遙控彈簧儲能發射法是利用一臺彈簧儲能設備，通過遙控方式將帶有接地線(細銅絲)的錐形彈頭髮射至可與線路等電位點實現擊穿的區域來模擬短路故障，下面對其設備及工作原理進行說明。
[0004]國內外主要的人工短路試驗方法包括斷路器法、倒杆法和彈簧儲能發射法。
[0005](I)斷路器法一般是在變電站內部通過在斷路器附近裝設臨時接地線來模擬短路故障。受設備限制，其應用範圍僅限於變電站內部，故無法模擬變電站外遠處線路故障試驗，無法準確校核線路故障定位儀器；
[0006](2)倒杆法是通過帶有接地線的立杆倒下過程中接地線與高壓線路等電位點接近並達到擊穿距離實現模擬短路故障，其受立杆本身強度及外界天氣因素影響較大。立杆越長強度要求越高，強度不夠往往會導致立杆本身無法支撐自身重量而斷裂；外界風力級別過大可能導致立杆倒向發生偏移而無法完成試驗。
[0007](3)遙控彈簧儲能發射法是利用彈簧儲能設備，通過遙控方式將帶有接地線(細銅絲)的錐形彈頭髮射至可與線路等電位點實現擊穿的區域來模擬短路故障。隨著交直流特高壓工程的陸續建設，電壓等級不斷升高，受彈簧能量的限制，其相對較低的發射高度逐漸無法滿足更高電壓等級試驗需求；設備對於地面的平整度要求較高，且設備較複雜、沉重，不利於安裝和運輸。
[0008]I)遙控彈簧儲能發射裝置的放置地點
[0009]應選擇距線路杆塔30m左右且地勢平緩之處放置人工遙控發射裝置，距金屬管在地面的垂直投影點約為7m左右(根據電壓等級不同設置安全距離)。其發射方向即彈射彈的飛行方向應與線路走向垂直，如圖1所示。[0010]2)遙控彈簧儲能發射裝置的裝設
[0011](a)線路上部分
[0012]接地裝置引下線為兩組(每組二根截面25mm2或一根50mm2)多股裸銅線，每組裸銅線上端與分裂架空線路緊密相接(先用鋁包帶分別緊緊纏繞在各分裂子導線上，纏繞長度不小於30公分；然後再將引下線與各分裂子導線緊緊纏繞並用綁線固定，纏繞長度不超過鋁包帶的範圍；一組引下線與2根子導線分別相聯，另一組引下線與另外2根子導線分別相聯)，其下端與長度4m左右的金屬管牢固相連，每組中的二根裸銅線應該絞緊以避免鬆散。
[0013](b)地面部分
[0014]引弧線一端與發射彈相連，另外一端則通過適當長度IOOmm2粗銅線與杆塔塔基地腳接地線相聯(應該確保接地線可靠接地)。
[0015](c)人工遙控發射裝置試射
[0016]接地試驗裝置安裝完畢後，需在高壓線路不帶電的條件下對人工遙控發射裝置進行試射，以確保實際試驗時帶著引弧線的接線環能從引下線和金屬管形成的矩形框中穿過。
[0017]3)進行人工短路試驗
[0018]接地試驗命令發布後，控制人員按動遙控器按鈕，彈射彈帶著連接有弓I弧線的接線環飛向懸掛在空中的金屬管，到達擊穿區域後形成線路對地故障。該故障使高壓線路保護動作，進行線路重合閘、直流系統再啟動或者三跳永久停電等操作。
[0019]目前高壓線路人工短路試驗採用的遙控彈簧儲能發射裝置，因彈簧動力大小、試驗場地需求以及設備體積、重量的，限制已逐漸無法滿足尤其是特高壓線路的短路試驗需求。如圖1，隨著電壓等級的提升，為確保金屬管對地的安全距離，保證試驗人員的人身安全，金屬管距離地面的垂直距離越來越大，會導致發射裝置發射出的彈頭無法到達高壓線路等電位點即金屬管處的擊穿高度，從而無法模擬短路故障。
【發明內容】
[0020]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，採用空氣動力發射裝置模擬短路故障，可以實現在線路任何位置完成試驗，受天氣因素影響小，通過調節壓縮空氣的氣壓調節發射高度，可滿足不同電壓等級的試驗需求。發射裝置尺寸、質量均較小，方便設備使用和運輸。
[0021]為了實現上述發明目的，本發明採取如下技術方案:
[0022]提供一種用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，所述裝置包括後蓋、控制箱、電磁閥、炮筒、第一球閥、儲氣罐、第二球閥、壓力表、第三球閥、方型支架和腹板；所述後蓋和控制箱均固定在所述腹板上，所述電磁閥底部固定在所述後蓋上，其側壁設有通孔，所述第一球閥一端通過連接管與通孔連接，其另一端連接儲氣罐，第二球閥和第三球閥均設置於所述儲氣罐另一側，所述第二球閥和第三球閥另一側分別連接壓力表和充氣裝置；所述電磁閥的頂部設有炮筒，所述方型支架支撐所述炮筒；所述腹板為木質腹板。
[0023]所述連接管為L型連接管，所述後蓋和控制箱均通過轉軸固定在所述腹板上。
[0024]所述電磁閥為直動式電磁閥，所述直動式電磁閥的密封材料為三元乙丙橡膠。[0025]所述三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯和雙環戊二烯形成的無規共聚物；所述乙烯、丙烯和雙環戊二烯的質量百分數分別為45%?70%、30%?40%和1%?3%。
[0026]所述儲氣罐為高壓儲氣罐，所述高壓儲氣罐設有第二球閥和第三球閥的那一端同時設有保護罩，用於保護第二球閥、第三球閥和壓力表。
[0027]所述高壓儲氣罐所用的材料是碳含量為0.10%、矽含量為0.08%、錳含量為
0.065%、磷含量為0.030%、硫含量為0.018%、鉻含量為15.6%、餘量為鐵的合金製備，所述的
百分數為重量百分數。
[0028]所述控制箱內設有信號發射器，電磁閥底部設有信號接收器，所述接收器同時位於所述後蓋內部。
[0029]所述炮筒一端連接所述電磁閥頂部，另一端的側壁上設有角度調節板，所述角度調節板上設有鋸齒形凹槽，通過調節所述方型支架卡在角度調節板中鋸齒形凹槽的位置，調節所述裝置發射探頭的角度。
[0030]所述炮筒採用的材料為Q235B，其用碳含量為0.12?0.20%、矽含量為< 0.30%、錳含量為0.30?0.70%、硫含量為< 0.045%、磷含量為< 0.045%、其餘為鐵的合金製備，所述
的百分數為重量百分數。
[0031]通過遙控或者手動按下所述控制箱上設置的控制按鈕使電磁閥導通，儲氣罐中的壓縮空氣通過電磁閥進入炮筒推動帶有引弧線的彈頭飛出。
[0032]與現有技術相比，本發明的有益效果在於:
[0033](I)氣動發射裝置是以壓縮空氣為動力，壓縮空氣壓力大小通過根據試驗發射高度進行計算得到，充氣口同時能夠手動充氣和氣泵充氣；
[0034](2)本發明採用了壓縮空氣作為發射動力，解決了最重要的發射射程問題，並且可以根據不同電壓等級試驗要求的高度進行調節，大大增加了靈活性；
[0035](3)發射裝置的體積和質量都進行了大幅降低，便於使用和運輸，並且可以在絕大多數試驗場地進行試驗而不會受場地的限制；
[0036](4)採用空氣動力發射裝置模擬短路故障，可以實現在線路任何位置完成試驗，受天氣因素影響小，通過調節壓縮空氣的氣壓調節發射高度，可滿足不同電壓等級的試驗需求；
[0037](5)發射裝置尺寸、質量均較小，方便設備使用和運輸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1是現有技術中遙控彈簧儲能發射裝置示意圖；
[0039]圖2是用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置結構示意圖；
[0040]其中，1-角度調節板，2-控制箱，3-壓力表，4-第二球閥，5-儲氣罐，6_第一球閥，7-後蓋，8-電磁閥，9_炮筒，10-第二球閥，11-方型支架，12-腹板。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0042]如圖2，提供一種用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，所述裝置包括後蓋7、控制箱2、電磁閥8、炮筒9、第一球閥6、儲氣罐5、第二球閥4、壓力表3、第三球閥10、方型支架11和腹板12 ;所述後蓋7和控制箱2均固定在所述腹板12上，所述電磁閥8底部固定在所述後蓋7上，其側壁設有通孔，所述第一球閥6 —端通過連接管與通孔連接，其另一端連接儲氣罐5，第二球閥4和第三球閥10均設置於所述儲氣罐5另一側，所述第二球閥4和第三球閥10另一側分別連接壓力表3和充氣裝置；所述電磁閥8的頂部設有炮筒9，所述方型支架11支撐所述炮筒9 ;所述腹板12為木質腹板。
[0043]所述連接管為L型連接管，所述後蓋7和控制箱2均通過轉軸固定在所述腹板12上。
[0044]所述電磁閥8為直動式電磁閥，所述直動式電磁閥的密封材料為三元乙丙橡膠。
[0045]所述三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯和雙環戊二烯形成的無規共聚物；所述乙烯、丙烯和雙環戊二烯的質量百分數分別為45%~70%、30%~40%和1%~3%。
[0046]所述儲氣罐5為高壓儲氣罐，所述高壓儲氣罐設有第二球閥4和第三球閥10的那一端同時設有保護罩，用於保護第二球閥4、第三球閥10和壓力表3。
[0047]所述高壓儲氣罐所用的材料是碳含量為0.10%、矽含量為0.08%、錳含量為
0.065%、磷含量為0.030%、硫含量為0.018%、鉻含量為15.6%、餘量為鐵的合金製備，所述的百分數為重量百分數。
[0048]所述控制箱2內設有信號發射器，電磁閥8底部設有信號接收器，所述接收器同時位於所述後蓋7內部。
[0049]所述炮筒9 一端連接所述電磁閥8頂部，另一端的側壁上設有角度調節板1，所述角度調節板I上設有鋸齒形凹槽，通過調節所述方型支架11卡在角度調節板I中鋸齒形凹槽的位置，調節所述裝置發射探頭的角度。
[0050]所述炮筒9採用的材料為Q235B，其用碳含量為0.12~0.20%、矽含量為<0.30%、錳含量為0.30~0.70%、硫含量為<0.045%、磷含量為<0.045%、其餘為鐵的合金製備，所
述的百分數為重量百分數。
[0051]通過遙控或者手動按下所述控制箱2上設置的控制按鈕使電磁閥8導通，儲氣罐5中的壓縮空氣通過電磁閥8進入炮筒9推動帶有引弧線的彈頭飛出。
[0052]發射裝置發射彈頭具體過程:
[0053](I)試驗中除採用壓縮空氣發射裝置，其它部分與採用遙控彈簧儲能完全一致，參見圖1不意圖。
[0054](2)發射前，保證電磁閥8為關閉狀態，調整發射裝置角度至試驗需要角度狀態；
[0055](3)根據要求的發射高度計算所需壓力值，對儲氣罐5通過第三球閥10進行充氣，直至儲氣罐5壓力達到設定值；
[0056](4)將帶有引弧線的彈頭裝入炮筒9中；
[0057](5)接通控制箱電源，遙控導通電磁閥8，壓縮空氣通過電磁閥8進入炮筒9推動彈頭飛出；
[0058](6)帶有引弧線的彈頭到達圖1所示圖中水平鋼管附近(可擊穿區域)，實現高壓線路對地放電即短路試驗。
[0059]最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:所述裝置包括後蓋、控制箱、電磁閥、炮筒、第一球閥、儲氣罐、第二球閥、壓力表、第三球閥、方型支架和腹板；所述後蓋和控制箱均固定在所述腹板上，所述電磁閥底部固定在所述後蓋上，其側壁設有通孔，所述第一球閥一端通過連接管與通孔連接，其另一端連接儲氣罐，第二球閥和第三球閥均設置於所述儲氣罐另一側，所述第二球閥和第三球閥另一側分別連接壓力表和充氣裝置；所述電磁閥的頂部設有炮筒，所述方型支架支撐所述炮筒；所述腹板為木質腹板。
2.根據權利要求1所述的用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:所述連接管為L型連接管，所述後蓋和控制箱均通過轉軸固定在所述腹板上。
3.根據權利要求1所述的用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:所述電磁閥為直動式電磁閥，所述直動式電磁閥的密封材料為三元乙丙橡膠。
4.根據權利要求3所述的用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:所述三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯和雙環戊二烯形成的無規共聚物；所述乙烯、丙烯和雙環戊二烯的質量百分數分別為45%~70%、30%~40%和1%~3%。
5.根據權利要求1所述的用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:所述儲氣罐為高壓儲氣罐，所述高壓儲氣罐設有第二球閥和第三球閥的那一端同時設有保護罩，用於保護第二球閥、第三球閥和壓力表。
6.根據權利要求5所述的用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:所述高壓儲氣罐所用的材料是碳含量為0.10%、矽含量為0.08%、錳含量為0.065%、磷含量為0.030%、硫含量為0.018%、鉻含量為15.6%、餘量為鐵的合金製備，所述的百分數為重量百分數。
7.根據權利要求1所述的用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:所述控制箱內設有信號發射器，電磁閥底部設有信號接收器，所述接收器同時位於所述後蓋內部。
8.根據權利要求1所述的用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:所述炮筒一端連接所述電磁閥頂部，另一端的側壁上設有角度調節板，所述角度調節板上設有鋸齒形凹槽，通過調節所述方型支架卡在角度調節板中鋸齒形凹槽的位置，調節所述裝置發射探頭的角度。
9.根據權利要求8所述的用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:所述炮筒採用的材料為Q235B，其用碳含量為0.12~0.20%、矽含量為< 0.30%、錳含量為0.30~0.70%、硫含量為≤0.045%、磷含量為≤0.045%、其餘為鐵的合金製備，所述的百分數為重量百分數。
10.根據權利要求1所述的用於高壓線路人工短路試驗的氣動發射裝置，其特徵在於:通過遙控或者手動按下所述控制箱上設置的控制按鈕使電磁閥導通，儲氣罐中的壓縮空氣通過電磁閥進入炮筒推動帶有引弧線的彈頭飛出。
【文檔編號】G01R31/00GK103454457SQ201310279970
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年7月4日 優先權日:2013年7月4日
【發明者】劉耀, 蔣衛平, 李新年, 王華偉, 曾南超, 楊鵬, 雷霄, 龐廣恆 申請人:國家電網公司, 中國電力科學研究院