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直流輸電線路山火放電模擬試驗裝置制造方法
【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裝置，由調(diào)壓器(2)、充電試驗變壓器(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，維護方便。
【專利說明】直流輸電線路山火放電模擬試驗裝置
【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)的安全運行。2012年±500kV江城線因山火跳閘達14次之多；為探索跳閘的機理和形成條件，國內(nèi)外相關(guān)科研機構(gòu)在人工氣候室建立模擬輸電線路山火放電試驗裝置。但上述試驗裝置在模擬輸電線路山火時，其導(dǎo)線所施加的電壓遠低于輸電線路實際運行電壓，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。而實際運行的直流輸電線路，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裝置尚不能模擬實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裝置。該裝置可模擬實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，使待跳閘試驗的導(dǎo)線十分接近實際運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理和外絕緣特性，開發(fā)出更為先進的直流輸電線路山火防治與抗山火設(shè)計技術(shù)提供試驗平臺。
[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裝置如圖1所示。由調(diào)壓器2、充電試驗變壓器3、交流保護電阻4、倍壓整流裝置5、直流保護電阻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變壓器3的輸入端相連接。該充電試驗變壓器3的輸出端通過交流保護電阻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，即刻實現(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裝置工作時配置有一個模擬山火發(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使用時置于上述直流輸電導(dǎo)線8的正下方。模擬山火放電試驗時，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變壓器3的輸入端，經(jīng)充電試驗變壓器3升高電壓得到更高的交流電壓。當(dāng)從充電試驗變壓器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，使其帶上與實際運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，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)。交流保護電阻4和直流保護電阻6分別用來限制空氣間隙被擊穿時流過倍壓整流裝置5和充電試驗變壓器3的短路電流值，避免短路電流過大對倍壓整流裝置5和充電試驗變壓器3造成損害。每次空氣間隙放電擊穿時，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)以上試驗數(shù)據(jù)，即可得到實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，可模擬實際運行不同極性、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)致跳閘的機理和外絕緣特性提供了試驗平臺；
[0010]3)、試驗結(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)計工作；
[0011]4)、能夠保證模擬山火放電試驗時設(shè)備和人身的安全；
[0012]5)、結(jié)構(gòu)和操作簡單、成本低，運行維護方便。
【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裝置一個具體實施例的結(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—充電試驗變壓器，
[0017]4 一交流保護電阻，
[0018]5—倍壓整流裝置，
[0019]6—直流保護電阻，
[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裝置一個具體的實施例。該實施例中交流電源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 ;充電試驗變壓器3采用市售YDTCW-1500/500型試驗變壓器，額定容量1500kV，額定輸入電壓10kv，額定輸出電壓500kV ;交流保護電阻4和直流保護電阻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、充電試驗變壓器3、交流保護電阻4、倍壓整流裝置5、直流保護電阻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變壓器3的輸入端相連接。充電試驗變壓器3的輸出端通過交流保護電阻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，完全達到設(shè)計要求。
【權(quán)利要求】
1.一種直流輸電線路山火放電模擬試驗裝置，其特征在于，它由調(diào)壓器(2)、充電試驗變壓器(3)、交流保護電阻(4)、倍壓整流裝置(5)、直流保護電阻(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變壓器(3)的輸入端相連接，該充電試驗變壓器(3)的輸出端通過交流保護電阻(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