一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法技术

一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，所述方法在门型绝缘架构的横梁上设置模拟横担，用复合绝缘子在模拟横担下部吊挂模拟导线，利用浸渍了鸟粪模拟液的织物条模拟下落的鸟粪，模拟鸟粪条吊挂在模拟横担下部并位于模拟导线上方，试验过程中用电压可调的高压电源给模拟导线加压，记录试验现象，最后对试验现象进行分析，完成架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验。本发明专利技术用浸渍了鸟粪模拟液的织物条模拟不同下落模式的鸟粪，很好地解决了传统试验方法中鸟粪难以获得、鸟粪形态难以控制、金属丝/铁棒等效性差的问题。该方法操作简单，抗干扰能力强，适用范围广，可为认识鸟粪的闪络特性和机理并在此基础上提出击穿电压预测模型提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法
本专利技术涉及一种研究不同鸟粪下落模式下架空输电线路空气间隙击穿特性的模拟试验方法，属于测试

技术介绍
随着生态环境的好转和人们对鸟类保护意识的增强，鸟类数量不断增多，活动范围日益扩大。鸟类在输电线塔上筑巢、产卵、休息等一系列活动，都可能发生排便行为。鸟粪在重力作用下可大幅拉伸，形成具有一定导电率的固液混合物。鸟粪通道具有较好的导电性且长度较长，可短接输电线路的横担与导线、均压环之间的空气间隙。当鸟粪长度达到了一定值后，会诱发导线与横担之间的空气间隙放电甚至击穿。近年来架空输电线路的鸟粪闪络事故已成为威胁电网安全稳定运行的重要因素。统计数据表明，2016年全国各地均有鸟害事故发生。330kV及以上输电线路鸟害跳闸共计56次，仅次于雷击，占总跳闸次数的14.7％。从电压等级来看，鸟害跳闸主要为交流500kV线路(28次)、330kV线路(3次)、750kV线路(1次)，直流±400kV线路(24次)。鸟害跳闸主要集中在500kV和±400kV线路上，跳闸次数之和占所有电压等级线路鸟害跳闸总数的92.9％。目前国内外对鸟粪闪络的模拟试验进行了大量研究。南非学者对±500kV直流线路V型复合绝缘子鸟粪闪络进行过模拟试验，试验用不同长度和直径的铜制圆棒来模拟鸟粪下落通道，得出了V型复合绝缘子中心附近为高危区域的结论。河南电科院和华中科技大学用铜丝模拟大长度鸟粪下落情况，验证了鸟粪连通两极为最严重的短路事故，通过实验给出了110kV线路容易发生鸟粪击穿的区域。武汉大学和江西电科院用铁丝模拟鸟粪和异物下落的情况，分析了不同长度铁丝临近绝缘子串的放电机理，并通过间隙放电试验，结合三维有限元电场仿真，得出了220kV输电线路杆塔的鸟粪击穿风险区域。鸟粪闪络故障本质上属于一种空气间隙的放电问题。鸟粪闪络与常规的空气间隙放电相比有其固有的部分特性。首先鸟粪通道具有良好的导电性，其次鸟粪在下落过程中可能会脱离横担，成为一个悬浮导体，在电场的作用下形成悬浮电位，对原有的电场造成畸变，进而影响到整个空气间隙的放电。另外鸟粪在下落过程中可能存在分段现象，这使得鸟粪闪络问题较为复杂。由于架空输电线路的鸟粪闪络属于一种随机和小概率事件，且多发生在夜间，很难通过直接观察的方法来研究其鸟粪闪络特性，真实鸟粪下落不仅是一个连续的导电体，还可能出现分段现象。分段的鸟粪会显著改变空气间隙的电场分布，进而影响击穿电压。故若要研究鸟粪闪络故障，就需要对分段鸟粪的下落情况展开研究。目前工程中多采用人工模拟鸟粪法进行研究，但模拟鸟粪的形态、长度等参数很难控制，工程中只能研究在固定电压作用下的闪络概率，而难以研究闪络电压的具体数值。因此寻求一种研究不同鸟粪下落形态下闪络电压变化特性的试验方法，对于认识鸟粪的闪络特性和机理并在此基础上提出击穿电压预测模型具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，为人们认识鸟粪的闪络特性和机理并在此基础上提出击穿电压预测模型提供技术支持。本专利技术所述问题是以下述技术方案解决的：一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，所述方法在门型绝缘架构的横梁上设置模拟横担，用复合绝缘子在模拟横担下部吊挂模拟导线，利用浸渍了鸟粪模拟液的织物条模拟下落的鸟粪，模拟鸟粪条吊挂在模拟横担下部并位于模拟导线上方，试验过程中用电压可调的高压电源给模拟导线加压，记录试验现象，最后对试验现象进行分析，完成架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验。上述架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，所述方法包括以下步骤：a.搭建试验平台用两串支柱绝缘子作为侧立柱，用玻璃纤维芯棒作为横梁，搭建门型绝缘架构，在门型绝缘架构的横梁上安装模拟横担，用复合绝缘子将模拟导线吊挂在模拟横担下部，将模拟导线与电压可调的高压电源连接；b.制作模拟鸟粪条鸟粪为粘稠状的固液混合物质，为模拟该鸟粪，将一定质量的液体蜂蜜、红薯淀粉、纯净水和NaCl按一定的比例混合，根据粘度需要，其中蜂蜜、红薯淀粉和纯净水，按质量比为1：1：0.1到1：1：1的范围进行配比，加热变性后，调整动力粘度在1000pa.s到20000pa.s范围，NaCL的加入量按照所需的电导率、经计算得到所需的质量数后进行配比，调整模拟鸟粪的电导率范围为1mS/cm-20mS/cm的范围，该电导率可以覆盖自然界中实际的鸟粪的电导率。对上述配比的模拟鸟粪进行充分搅拌，形成粘稠的鸟粪模拟液，将织物条在鸟粪模拟液中充分浸湿后静置一段时间，待不再有鸟粪模拟液从纱布条上滴落时，用兆欧表测量模拟鸟粪条的电阻，若其电阻值在设定范围内，即可用作模拟鸟粪。本专利技术提出的这种红薯淀粉鸟粪模拟液，其粘性更好，更能够逼近真实的鸟粪粘度和模拟滴落过程，使测试效果更为真实可靠。c.记录和分析试验现象将制作好的模拟鸟粪条吊在模拟横担下部，用高压电源给模拟导线加压，记录并分析试验现象，完成架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验。上述架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，所述模拟导线水平放置，其中部与复合绝缘子固定连接，一端与高压电源连接，另一端设有均压球，模拟导线的上方设有均压环，所述均压环固定在复合绝缘子上。上述架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，所述模拟鸟粪条为整体式或分段式，两种模拟鸟粪条的吊挂方式如下：整体式模拟鸟粪条的吊挂方式：上端直接固定在模拟横担上或通过一段绝缘绳吊挂在模拟横担下方，下端自然下垂或通过绝缘绳与门型绝缘架构的两侧立柱连接；分段式模拟鸟粪条的吊挂方式：分段式模拟鸟粪条包括上下两段模拟鸟粪条，上段模拟鸟粪条的上端直接与模拟横担连接，下端自然下垂或通过绝缘绳与门型绝缘架构的两侧立柱连接；下段模拟鸟粪条的上端通过绝缘绳与模拟横担连接，下端自然下垂或通过绝缘绳与门型绝缘架构的两侧立柱连接。上述架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，制作模拟鸟粪条所用的织物条为医用纱布条。上述架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，所述模拟鸟粪条通过绝缘绳与门型绝缘架构的两侧立柱连接时，模拟鸟粪条两侧绝缘绳为水平或上扬状态。上述架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，所述模拟横担由金属网制成，金属网的长为1m，宽为0.5m，网孔大小为1cm*1cm。上述架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，所记录的试验现象包括鸟粪闪络过程中的电压、电流、可见光放电、紫外放电。本专利技术用浸渍了鸟粪模拟液的织物条模拟不同下落模式的鸟粪，很好地解决了传统试验方法中鸟粪难以获得、鸟粪形态难以控制、金属丝/铁棒等效性差的问题。该方法操作简单，抗干扰能力强，适用范围广，可为认识鸟粪的闪络特性和机理并在此基础上提出击穿电压预测模型提供技术支持。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步详述。图1是鸟粪下落模式的模拟试验方法流程图；图2是110kV复合绝缘子鸟粪闪络模拟试验平台；图3是110kV复合绝缘子鸟粪闪络模拟试验平台俯视图；图4是鸟粪下落的六种形态示意图；图5是下落鸟粪固定方法示意图；图6是模拟鸟粪条与绝缘绳的夹角示意图；图7是绝缘绳捆绑模拟鸟粪条示意图。图中各标号为：1、模拟横担，2、支柱绝缘子，3、复合绝缘子，4、均压环，5、均压球，6、模拟导线，7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，其特征是，所述方法在门型绝缘架构的横梁上设置模拟横担(1)，用复合绝缘子(3)在模拟横担(1)下部吊挂模拟导线(6)，利用浸渍了鸟粪模拟液的织物条模拟下落的鸟粪，模拟鸟粪条(8)吊挂在模拟横担(1)下部并位于模拟导线(6)上方，试验过程中用电压可调的高压电源给模拟导线(6)加压，记录试验现象，最后对试验现象进行分析，完成架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验。

【技术特征摘要】
1.一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，其特征是，所述方法在门型绝缘架构的横梁上设置模拟横担(1)，用复合绝缘子(3)在模拟横担(1)下部吊挂模拟导线(6)，利用浸渍了鸟粪模拟液的织物条模拟下落的鸟粪，模拟鸟粪条(8)吊挂在模拟横担(1)下部并位于模拟导线(6)上方，试验过程中用电压可调的高压电源给模拟导线(6)加压，记录试验现象，最后对试验现象进行分析，完成架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验。2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：a.搭建试验平台用两串支柱绝缘子(2)作为侧立柱，用绝缘芯棒(9)作为横梁，搭建门型绝缘架构，在门型绝缘架构的横梁上安装模拟横担(1)，用复合绝缘子(3)将模拟导线(6)吊挂在模拟横担(1)下部，将模拟导线(6)与电压可调的高压电源连接；b.制作模拟鸟粪条(8)鸟粪为粘稠状的固液混合物质，为模拟该鸟粪，将一定质量的液体蜂蜜、红薯淀粉、纯净水和NaCl按一定的比例混合，根据粘度需要，其中蜂蜜、红薯淀粉和纯净水，按质量1：1：0.1到1：1：1的范围进行配比，调整动力粘度在1000pa.s到20000pa.s范围，NaCL按照所需的电导率经计算得到所需的质量数后进行配比，调整模拟鸟粪的电导率范围为1mS/cm-20ms/cm的范围，该电导率可以覆盖自然界中实际的鸟粪的电导率。对上述配比的模拟鸟粪进行充分搅拌，形成粘稠的鸟粪模拟液，将织物条在鸟粪模拟液中充分浸湿后静置一段时间，待不再有鸟粪模拟液从纱布条上滴落时，用兆欧表测量模拟鸟粪条(8)的电阻，若其电阻值在设定范围内，即可用作模拟鸟粪；c.记录和分析试验现象将制作好的模拟鸟粪条(8)吊在模拟横担(1)下部，用高压电源给模拟导线(6)加压，记录并分析试验现象...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜辉，邓畅宇，李浩，牛雷雷，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13