模擬單導線輸電線路風偏相間閃絡的試驗模型及應用方法與流程
2023-07-03 01:43:26
本發明涉及一種試驗模型及其應用方法，具體是一種模擬單導線輸電線路風偏相間閃絡的試驗模型及其應用方法，屬於輸電線路電器故障防治領域。
背景技術：
輸電線路風偏事故是近年電網故障中較突出的一類，能夠威脅架空輸電線路安全穩定運行。與雷擊閃絡和操作衝擊閃絡不同的是，絕大多數風偏閃絡是在工作電壓下發生的，一般不能成功重合閘而導致線路停運，從而給國民經濟造成重大損失。
近年來，受溫室效應影響，特殊氣候和異常天氣屢見不鮮，線路檔距中風偏故障更是呈逐年增多趨勢，經常造成線路跳閘、導線電弧燒傷等。由於單導線輸電線路相間距離小，在線路風偏舞動時，兩相導線間隙距離大幅減小，更易發生相間閃絡事故，因此，針對單導線輸電線路風偏相間閃絡的研究，構建輸電線路風偏相間閃絡的試驗模型是十分必要的。
現有技術中，針對風偏閃絡的試驗研究多集中於絕緣子串風偏導致杆塔中導線與塔身間空氣間隙擊穿的領域和方向，尚無專門針對輸電線路檔距中相間風偏閃絡研究的試驗模型及其應用方法。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種模擬單導線輸電線路風偏相間閃絡的試驗模型及應用方法，該試驗模型能夠有效模擬導線風偏後兩相導線在某一部分間隙距離大幅減小，且其他部分仍保持安全間隙距離的情況。同時，該模型也可通過調整絕緣子串位置改變最小線間間隙距離，模擬風偏條件下檔距中兩相導線在不同間隙距離下的閃絡特性。
本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種模擬單導線輸電線路風偏相間閃絡的試驗模型，包括第一鋁絞線和第二鋁絞線，所述第一鋁絞線通過至少四根絕緣支柱支撐，所述第二鋁絞線通過至少四根絕緣支柱支撐；所述第一鋁絞線的兩端連接有接地線，所述第二鋁絞線連接有工頻試驗變壓系統。
進一步，所述工頻試驗變壓系統包括與所述第二鋁絞線連接的保護電阻，所述保護電阻依次串聯連接有電容分壓器、數字多用表和工頻變壓器，所述工頻變壓器連接有調壓器。
進一步，還包括支撐於第一鋁絞線一端的第一絕緣支柱A、支撐於第一鋁絞線另一端的第一絕緣支柱B以及能夠移動調整第一鋁絞線彎曲弧度的第一絕緣支柱C和第一絕緣支柱D。
進一步，還包括支撐於第二鋁絞線一端的第二絕緣支柱A、支撐於第二鋁絞線另一端的第二絕緣支柱B以及能夠移動調整第二鋁絞線彎曲弧度的第二絕緣支柱C和第二絕緣支柱D。
進一步，支撐於所述第一鋁絞線的所有絕緣支柱和支撐於所述第二鋁絞線的所有絕緣支柱高度均一致。
一種模擬單導線輸電線路風偏相間閃絡的試驗模型的應用方法，該應用方法包括如下步驟：
1)利用兩根長度至少為8米的鋁絞線模擬單導線輸電線路檔距中間部分，並通過八個絕緣支柱支撐兩根鋁絞線；
2)使兩根鋁絞線呈一定彎曲弧度，調整絕緣支柱的位置改變導線彎曲弧度，從而調整兩根鋁絞線之間的最小間隙距離；
3)一根鋁絞線的兩端通過接地線連接，另一根鋁絞線連接至工頻試驗變壓系統；
4)所述工頻試驗變壓系統中的工頻試驗變壓器與調壓器配合，對兩根鋁絞線之間施加工頻電壓；
5)根據升壓法施加工頻電壓直至兩根鋁絞線擊穿，電容分壓器監測升壓至擊穿過程中的線間電壓，並使用數字多用表讀取擊穿電壓值，獲得線間閃絡特性。
進一步，所述最小間隙距離為10cm至70cm。
進一步，所述鋁絞線的兩端通過兩個絕緣支柱支撐和固定，鋁絞線中部由兩個絕緣支柱支撐和固定。
本發明的有益效果是：(1)該模型能夠等效模擬單導線輸電線路在大風條件下檔距中兩根導線在某一部分間隙距離大幅減小，其他部分仍保持安全間隙距離的情況，導線長度為8米且呈明顯彎曲避免端部效應對擊穿電壓產生影響；
(2)採用絕緣支柱支撐固定導線能方便調整導線位置與彎曲程度，等效模擬單導線輸電線路風偏條件下不同最小線間間隙距離，同時保證線對地距離大於1m不致出現線對地閃絡情況，使試驗中導線電場不受大地影響。
(3)利用調壓器與試驗變壓器配合，根據升壓法施加工頻電壓，模擬風偏條件下檔距中兩相導線在不同間隙距離下的閃絡特性，試驗電壓可達500kV，能夠滿足模擬實際運行中單導線輸電線路風偏相間閃絡的要求。
附圖說明
圖1為本發明整體試驗模型程示意圖；
圖2位本發明絕緣支柱固定導線示意圖。
圖中：1、第一鋁絞線，2、第二鋁絞線，3、第一絕緣支柱A，4、第一絕緣支柱B，5、第一絕緣支柱C，6、第一絕緣支柱D，7、第二絕緣支柱A，8、第二絕緣支柱B,9、第二絕緣支柱C，10、第二絕緣支柱D，11、接地線，12、保護電阻，13、電容分壓器、14、數字多用表，15、工頻變壓器，16、調壓器。
具體實施方式
下面將結合本發明的實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1所示：一種模擬單導線輸電線路風偏相間閃絡的試驗模型，包括第一鋁絞線1和第二鋁絞線2，所述第一鋁絞線1通過至少四根絕緣支柱支撐，所述第二鋁絞線2通過至少四根絕緣支柱支撐；所述第一鋁絞線1的兩端連接有接地線11，所述第二鋁絞線2連接有工頻試驗變壓系統。
作為本發明新的一種技術方案：所述工頻試驗變壓系統包括與所述第二鋁絞線2連接的保護電阻12，所述保護電阻12依次串聯連接有電容分壓器13、數字多用表14和工頻變壓器15，所述工頻變壓器15連接有調壓器16。
作為本發明新的一種技術方案：還包括支撐於第一鋁絞線1一端的第一絕緣支柱A3、支撐於第一鋁絞線1另一端的第一絕緣支柱B4以及能夠移動調整第一鋁絞線1彎曲弧度的第一絕緣支柱C5和第一絕緣支柱D6。
作為本發明新的一種技術方案：還包括支撐於第二鋁絞線2一端的第二絕緣支柱A7、支撐於第二鋁絞線2另一端的第二絕緣支柱B4以及能夠移動調整第二鋁絞線2彎曲弧度的第二絕緣支柱C9和第二絕緣支柱D10。
作為本發明新的一種技術方案：支撐於所述第一鋁絞線1的所有絕緣支柱和支撐於所述第二鋁絞線2的所有絕緣支柱高度均一致。
一種模擬單導線輸電線路風偏相間閃絡的試驗模型的應用方法，該應用方法包括如下步驟：
1)利用兩根長度至少為8米的鋁絞線模擬單導線輸電線路檔距中間部分，並通過八個絕緣支柱支撐兩根鋁絞線；
2)使兩根鋁絞線呈一定彎曲弧度，調整絕緣支柱的位置改變導線彎曲弧度，從而調整兩根鋁絞線之間的最小間隙距離；
3)一根鋁絞線的兩端通過接地線連接，另一根鋁絞線連接至工頻試驗變壓系統；
4)所述工頻試驗變壓系統中的工頻試驗變壓器與調壓器配合，對兩根鋁絞線之間施加工頻電壓；
5)根據升壓法施加工頻電壓直至兩根鋁絞線擊穿，電容分壓器監測升壓至擊穿過程中的線間電壓，並使用數字多用表讀取擊穿電壓值，獲得線間閃絡特性。
作為本發明新的技術方案：所述最小間隙距離為10cm至70cm。
作為本發明新的技術方案：所述鋁絞線的兩端通過兩個絕緣支柱支撐和固定，鋁絞線中部由兩個絕緣支柱支撐和固定。
實施例：
如圖1和圖2所示：兩個長度大於8m的鋼芯第一鋁絞線1和第二鋁絞線2模擬單導線輸電線路檔距中間部分，由8個瓷絕緣支柱支撐兩根鋁絞線，8個瓷絕緣支柱保持一致高度約為1.2m，傘裙片數達到14片。鋁絞線兩端由兩個絕緣支柱固定，導線中部使用兩個絕緣支柱支撐並固定導線彎曲弧度，調整絕緣支柱位置與鋁絞線彎曲弧度可獲得需模擬研究的線間最小間隙距離d，本發明適用的最小間隙距離範圍為10cm-70cm，為保證模擬試驗相間閃絡點在線間最小間隙距離附近，應保證鋁絞線彎曲弧度，絕緣支柱間最小間隙距離L＞2d，線間最大間隙距離D＞10d。
完成鋁絞線與絕緣支柱固定，確認線間最小間隙距離d後將其中一根鋁絞線兩端接地，另一鋁絞線通過保護電阻接至工頻試驗變壓系統。本發明中保護電阻使用50kΩ，工頻試驗變壓器與調壓器配合，最大可輸出500kV電壓，調壓器調壓範圍為0-250V。為模擬單導線輸電線路風偏後線間最小間隙距離減小至d時的相間閃絡特性，本發明根據升壓法施加工頻電壓直至兩導線擊穿，電容分壓器監測升壓至擊穿過程線間電壓，使用數字多用表讀取擊穿電壓值，獲得線間閃絡特性，電容分壓器測量範圍為0-300kV，數字多用表為市售數字多用表。
由以上構成的一種模擬單導線輸電線路風偏相間閃絡的試驗模型及應用方法被證明能等效模擬單導線輸電線路在大風條件下檔距中兩相導線在某一部分間隙距離大幅減小，且其他部分仍保持安全間隙距離的情況，獲得模擬風偏條件下檔距中兩相導線在不同間隙距離下的閃絡特性，模型布置簡單易調整，操作流程安全簡捷。
以上所舉實施例為本發明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發明，並非對本發明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術特徵的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本發明的技術特徵內容，均仍屬於本發明技術特徵的範圍內。