输电导线同时带电压和电流的覆冰试验方法技术

本发明专利技术公开一种输电导线同时带电压和电流的覆冰试验方法，具体实施步骤如下：1)在人工模拟气候环境中布置模拟输电导线，模拟输电导线连接电压电流调节装置；2)设置模拟气候环境参数，通过电压电流调节装置同时向模拟输电导线施加电压和电流，并在不同的模拟气候环境参数下测量覆冰开始后固定时长的覆冰厚度，得到覆冰厚度与不同模拟气候环境参数之间的关系；3)建立同时带电压和电流的覆冰厚度增长模型，覆冰厚度增长模型包含输电导线的覆冰厚度与自然气候环境参数之间关系的覆冰特性。本发明专利技术能够模拟自然环境下同时带电压和电流的真实覆冰特性，具有试验操作简便、试验结果准确且应用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气工程试验
，尤其涉及一种输电导线同时带电压和电流的 覆冰试验方法。
技术介绍
架空输电线路覆冰会严重威胁电力系统的安全运行，中国湖北武汉自1954年记 录到覆冰致倒塔断线事故以来，覆冰事故频繁发生，而2008年在多个省份发生的雨雪冰冻 灾害，更是造成输电线路倒塔70多万基，使得工厂、医院和居民区大面积停电，电网企业直 接经济损失达250多亿元，对人们的生产和生活都产生了非常大的影响。 为了模拟实际输电导线的覆冰增长机理和特性以预防覆冰事故的发生，众多高校 和科研机构在人工模拟气候实验室或户外自然覆冰观测站，对多种型号输电导线覆冰试验 方法进行了大量的理论研宄和实践探索；但目前的输电导线覆冰试验方法，通常只在导线 上施加高电压，或只在导线上施加大电流，或者既不施加高电压、也不施加大电流（即对输 电导线进行不带电覆冰试验）。 对于自然环境下运行的输电线路，输电导线上既存在高电压信号，又存在大电流 信号，例如中国交流500kV输电线路，每相输电导线对地电压为289kV，流过输电导线的电 流有几百甚至上千安培。而且现场经验表明：导线运行电压会引起空气中水滴的极化和冰 树枝的生长，从而加速覆冰增长；流过导线的电流因焦耳热效应可使覆冰水滴的冻结率减 小，对覆冰形态也有重大影响。因此，利用只带电压、只带电流或不带电覆冰试验方法进行 输电导线覆冰试验时，会存在与实际输电线路真实覆冰特性有较大差异的缺陷，试验结果 并不能直接应用于实际输电线路抗冰设计和融冰工作。综上所述，目前还急需要提供一种 能够模拟自然环境下高电压和大电流输电导线的真实覆冰特性的试验方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种能够 模拟自然环境下同时带电压和电流输电导线真实覆冰特性，且试验操作简便、试验结果准 确、应用范围广的。 为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为： 一种，具体实施步骤如下： 1)在人工模拟气候环境中布置模拟输电导线，将所述模拟输电导线连接电压电流 调节装置； 2)设置模拟气候环境参数，通过所述电压电流调节装置同时向模拟输电导线施加 电压和电流，并在不同模拟气候环境参数下获取覆冰开始后固定时长的覆冰厚度，得到覆 冰厚度与不同模拟气候环境参数之间的关系； 3)根据所述覆冰厚度与不同模拟气候环境参数之间的关系建立同时带电压和电 流的覆冰厚度增长模型，所述覆冰厚度增长模型包含输电导线的覆冰厚度与自然气候环境 参数之间关系的覆冰特性。 优选地，所述步骤2)的详细步骤如下： 2. 1)设置模拟气候环境中的各项环境参数，并选择其中一项环境参数作为当前环 境参数； 2. 2)启动所述电压电流调节装置同时向模拟输电导线施加固定大小的电压和电 流；从覆冰开始后固定时长，断开所述电压电流调节装置，获取当前模拟气候环境参数下模 拟输电导线的覆冰厚度； 2.3)调整当前环境参数的值，保持其余环境参数不变，返回执行步骤2. 2)，直至 完成预设次数的试验；当完成预设次数的试验后，根据获取的多个覆冰厚度得到覆冰厚度 与当前环境参数之间的关系； 2. 4)选择另一项环境参数作为当前环境参数，返回执行步骤2. 2)，直至完成所有 环境参数的试验，得到覆冰厚度与不同模拟气候环境参数之间的关系。 优选地，所述步骤2. 2)中获取当前模拟气候环境参数下模拟输电导线的覆冰厚 度的具体实施步骤为：在当前模拟气候环境参数下，对模拟输电导线的长径和短径进行多 次测量，分别得到长径和短径的平均值并按式（1)计算得到覆冰厚度；【主权项】1. 一种，其特征在于具体实施步骤如下： 1) 在人工模拟气候环境中布置模拟输电导线，将所述模拟输电导线连接电压电流调节 装置； 2) 设置模拟气候环境参数，通过所述电压电流调节装置同时向模拟输电导线施加电压 和电流，并在不同模拟气候环境参数下获取覆冰开始后固定时长的覆冰厚度，得到覆冰厚 度与不同模拟气候环境参数之间的关系； 3) 根据所述覆冰厚度与不同模拟气候环境参数之间的关系建立同时带电压和电流的 覆冰厚度增长模型，所述覆冰厚度增长模型包含输电导线的覆冰厚度与自然气候环境参数 之间关系的覆冰特性。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 所述步骤2)的详细步骤如下： 2. 1)设置模拟气候环境中的各项环境参数，并选择其中一项环境参数作为当前环境参 数； 2. 2)启动所述电压电流调节装置同时向模拟输电导线施加固定大小的电压和电流； 从覆冰开始后固定时长，断开所述电压电流调节装置，获取当前模拟气候环境参数下模拟 输电导线的覆冰厚度； 2. 3)调整当前环境参数的值，保持其余环境参数不变，返回执行步骤2. 2)，直至完成 预设次数的试验；当完成预设次数的试验后，根据获取的多个覆冰厚度得到覆冰厚度与当 前环境参数之间的关系； 2. 4)选择另一项环境参数作为当前环境参数，返回执行步骤2. 2)，直至完成所有环境 参数的试验，得到覆冰厚度与不同模拟气候环境参数之间的关系。3. 根据权利要求2所述的，其特征在于， 所述步骤2. 2)中获取当前模拟气候环境参数下模拟输电导线的覆冰厚度的具体实施步骤 为：在当前模拟气候环境参数下，对模拟输电导线的长径和短径进行多次测量，分别得到长 径和短径的平均值并按式（1)计算得到覆冰厚度；式（1)中，Btl为覆冰厚度计算值，P为覆冰密度，r为模拟输电导线的半径，a为测量 得到的长径平均值，b为测量得到的短径平均值。4. 根据权利要求3所述的，其特征在于： 所述步骤2. 3)中根据获取的多个覆冰厚度得到覆冰厚度与当前环境参数之间的关系时， 具体是指根据获取的多个覆冰厚度通过曲线拟合得到覆冰厚度与所有环境参数之间的关 系。5. 根据权利要求1~4中任意一项所述的输电导线同时带电压和电流的覆冰试验方 法，其特征在于：所述模拟气候环境参数具体包括环境温度、湿度、风速以及降雨量。6. 根据权利要求5所述的，其特征在于： 所述步骤3)根据覆冰厚度与所述环境温度、环境湿度、风速以及降雨量之间的关系按照式 (2)建立覆冰厚度的增长模型； B = (t) +k2f (RH) +k3f (v) +k4f (h) (2) 式（2)中，B为覆冰厚度模型计算值，f(t)为覆冰厚度与环境温度t之间的函数关系， f (RH)为覆冰厚度与环境湿度RH之间的函数关系，f (V)为覆冰厚度与风速V之间的函数关 系，f(h)为覆冰厚度与降雨量h之间的函数关系，V k2、k3、匕分别为对应环境温度、环境 湿度、风速以及降雨量的权值，且，1^、1^、1^、1^的和为1。7. 根据权利要求6所述的，其特征在于， 所述步骤1)的详细步骤如下：在人工模拟气候环境中布置模拟输电导线，所述模拟输电导 线设置为环形；将电压电流调节装置中用于调节电压的第一调压器、隔离变压器以及用于 输出大电流的升流变压器依次串联后连接至所述模拟输电导线的两接线端，将电压电流调 节装置中第二调压器通过用于输出大电压的升压变压器连接至所述模拟输电导线的中端。8. 根据权利要求7所述的，其特征在于： 所述升流变压器和隔离变压器分别通过支柱绝缘子支撑，使所述第一调压器能够隔离所述 模拟输电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电导线同时带电压和电流的覆冰试验方法，其特征在于具体实施步骤如下：1)在人工模拟气候环境中布置模拟输电导线，将所述模拟输电导线连接电压电流调节装置；2)设置模拟气候环境参数，通过所述电压电流调节装置同时向模拟输电导线施加电压和电流，并在不同模拟气候环境参数下获取覆冰开始后固定时长的覆冰厚度，得到覆冰厚度与不同模拟气候环境参数之间的关系；3)根据所述覆冰厚度与不同模拟气候环境参数之间的关系建立同时带电压和电流的覆冰厚度增长模型，所述覆冰厚度增长模型包含输电导线的覆冰厚度与自然气候环境参数之间关系的覆冰特性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，胡建平，方针，李波，张红先，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司防灾减灾中心，
类型：发明
国别省市：北京;11