输电线路结构覆冰试验系统技术方案

本发明专利技术是一种输电线路结构覆冰试验系统，其特点是：它包括喷雾系统、制冷系统、模型系统、测量系统和解冻系统，喷雾系统和解冻系统位于模型系统的正上方，测量系统与模型系统平行布置，制冷系统位于解冻系统的两侧，制冷系统的空间与解冻系统的解冻空间相通，通过制冷系统降低试验空间空气温度，喷雾系统模拟降雨，喷雾系统的模拟降雨与制冷系统的低温空气联合作用形成的水雾冷凝在模型系统上形成覆冰，测量系统测量覆冰直径、跟踪采集完整的试验数据，解冻系统对覆冰实施解冻、将覆冰融化结束试验，能够模拟覆冰形成过程，实现精确测量，使覆冰快速解冻。本发明专利技术为从根本上解决输电线路覆冰提供了技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种输电线路结构覆冰试验系统。
技术介绍
覆冰是电力系统的自然灾害。输电线路是电力系统的大动脉，是关系国计民生的 重要生命线工程，覆冰直接作用输电线路将导致输电线路倒塔、断线，直接导致电力传输中 断、几乎所有社会行业陷于瘫痪，造成巨额经济损失。 覆冰对输电线路的危害有以下几方面①杆塔垂直荷载加大或超荷，杆塔强度遭 受破坏，杆塔、横担严重变形或倒塌；②导线水平运行应力超过平均运行应力，使杆塔纵向 荷载加大或严重不平衡，导线悬挂点应力剧增，弛度变大，大风时导线舞动；③杆塔及导线 覆冰后，导线对地线距变小，被跨越物可能间隙放电，导线烧伤，导线与拉线、杆塔、横担间 隙放电；④导线弛度改变，加之覆冰脱落时跳跃，使线路产生舞动；⑤绝缘子串覆冰后绝缘 水平下降而短路；⑥基础冻裂膨胀，超负荷遭破坏。 2008年1月，低温覆冰灾害肆虐中国21个省区，此次灾害天气持续时间长、影响 范围广、危害程度深，给电力、交通带来极大破坏，各省电网遭到严重破坏，大量电网线路受 损，严重影响正常供电，人民生命财产和工农业生产受到重大损失，累计造成直接经济损失 1516. 5亿元。覆冰灾害共造成南方电网区域4216条线路破坏，65个县市出现停电，2000多 万人口受到影响，最大错峰负荷突破1350万千瓦，最为严重的湖南郴州电网110千伏、220 千伏输电线路杆塔倒塌、变形和存在隐患无法使用的数量达到1000基以上，全市骨干输电 线路几乎全部中断。 由于覆冰灾害形成的特殊气象特性和测量手段的限制，导致对输电线路覆冰形成 机理存在不足。作为研究手段之一，输电线路覆冰试验能够模拟覆冰形成过程，并可进行实 时跟踪测量，因此输电线路覆冰试验研究对于深入了解输电线路覆冰形成机理具有重要意 义。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种模拟覆冰形成过程，实现精确测量，使覆冰快速解冻的 输电线路结构覆冰试验系统。 本专利技术的试验工作过程为通过制冷系统降低试验空间空气温度，喷雾系统模拟 降雨，喷雾系统的降雨与制冷系统的低温空气联合作用形成的水雾冷凝在模型系统上形成 覆冰，测量系统测量覆冰直径、跟踪采集完整的试验数据，解冻系统对覆冰实施解冻、将覆 冰融化结束试验。 本专利技术的目的是通过以下的技术方案来实现的一种输电线路结构覆冰试验系 统，其特征是它包括喷雾系统1、制冷系统2、模型系统3、测量系统4和解冻系统5，喷雾系 统1和解冻系统5位于模型系统3的正上方，测量系统4与模型系统3平行布置，制冷系统 2位于解冻系统5的两侧，制冷系统2的空间与解冻系统5的解冻空间相通。 所述喷雾系统1用于生成水雾，模拟降雨，它包括环状喷嘴6、液体加注装置和气体加注装置，液体加注装置的水流量计14与环状喷嘴6连接，气体加注装置的空气流量计16与环状喷嘴6连接；所述液体加注装置的结构是，包括水箱ll，在水箱11上端分别设置溢流阀7、压力表8，在水箱11上设置进水开关9，在进水开关9侧的水箱11上设置水位传感器12，在水箱11下端分别设置排水开关10、水量调节阀13，水量调节阀13与水流量计14连接，水流量计14与环状喷嘴6连接；所述气体加注装置的结构是，包括空气流量调节阀15、空气流量计16与环状喷嘴6依次连接。 所述制冷系统2用于降低空气温度，将水雾形成覆冰，制冷系统2的结构是，包括空气压縮机17的出口、油分离器21、冷凝器18、压差调节器28、储液器26、干燥过滤器25、视液镜29、电磁阀23、膨胀阀24、蒸发器19、蒸发压力调节器20、曲轴箱压力调节器30、空气压縮机17的进口依次通过管路连接，蒸发器19与温度开关22连接，在空气压縮机17的出口与油分离器21的连接管路上连接有压力开关27。 所述模型系统3的结构是，包括输电塔模型31、导线模型32、地线模型33、绝缘子模型34、金具模型35组成，输电塔模型31通过金具模型35与地线模型33连接，输电塔模型31通过金具模型35、绝缘子模型与导线模型32连接，模型系统3固定在试验台36上。 所述测量系统4采用直接摄影法拍摄模型系统瞬态覆冰形成过程，所述测量系统4包括高清晰度数码相机37、同步频闪灯38和光电扫描自动粒度分析仪80。光电扫描自动粒度分析仪用于读取覆冰直径的仪器。 所述解冻系统5采用微波解冻，解冻系统5包括外壳46，外壳46内的解冻空间51和与外壳46固连的观察门52，在外壳46的解冻空间51内置有发生微波的控制电路，所述发生微波的控制电路包括磁控管48串接高压二极管49与高压电容器50并接于高压变压器47上，高压变压器47分别与功率调节开关电机61、转动电机53、风扇电机59、定时器开关电机60、监控开关62并接，功率调节开关电机61的功率调节开关58与联锁微动开关56、定时器开关57、热断路器保护开关55和保险管54串接。 本专利技术的输电线路结构覆冰试验系统应用喷雾学、制冷学、材料学、测量学、微波理论等综合技术之结合，其具有的优点体现在 1.采用了喷雾系统喷射水雾，模拟降雨过程； 2.采用了制冷系统冷却空气，降低空气温度，将水雾形成为覆冰； 3.采用了有机玻璃材料模型制作输电塔模型、导线模型、地线模型、绝缘子模型、金具模型，模型的刚度、强度最大程度贴近实际； 4.采用了先进的覆冰测量技术，实现了精确测量； 5.采用了微波解冻，去除试验过程中形成的覆冰，观察融冰过程； 6.各系统单独运行，避免了电路、控制、气液管路设置上的复杂性。 7.本专利技术为从根本上解决输电线路覆冰提供了技术支持。附图说明 图1为本专利技术的输电线路结构覆冰试验系统方框图。 图2为喷雾系统1结构示意图。 图3为制冷系统2结构示意图。 图4为模型系统3连接示意图。 图5为测量系统4结构方框图。 图6为解冻系统5控制电路原理图。 图7为本专利技术的输电线路结构覆冰试验系统平面布置图。 图中1喷雾系统、2制冷系统、3模型系统、4测量系统、5解冻系统、6环状喷嘴、7溢流阀、8压力表、9进水开关、10排水开关、11水箱、12水位传感器、13水量调节阀、14水流量计、15空气流量调节阀、16空气流量计、17空气压縮机、18冷凝器、19蒸发器、20蒸发压力调节器、21油分离器、22温度开关、23电磁阀、24膨胀阀、25干燥过滤器、26储液器、27压力开关、28压差调节器、29视液镜、30曲轴箱压力调节器、31输电塔模型、32导线模型、33地线模型、34绝缘子模型、35金具模型、36玻璃试验台、37高清晰度数码相机、38同步频闪灯、39阴极扫描管、40透镜、41胶片、42光电倍增管、43阴极输出器、44甄别程序、45计数器、46外壳、47高压变压器、48磁控管、49高压二极管、50高压电容器、51解冻空间、52观察门、53转动电机、54保险管、55热断路器保护开关、56联锁微动开关、57定时器开关、58功率调节开关、59风扇电机、60定时器开关电机、61功率调节开关电机、62监控开关，80光电扫描自动粒度分析仪。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做详细描述。 参照图1本专利技术的输电线路结构覆冰试验系统包括独立工作的喷雾系统1、制冷系统2、模型系统3、测量系统4和解冻系统5。喷雾系统1和解冻系统5位于模型系统3的正上方，测量系统4与模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路结构覆冰试验系统，其特征是：它包括喷雾系统（１）、制冷系统（２）、模型系统（３）、测量系统（４）和解冻系统（５），喷雾系统（１）和解冻系统（５）位于模型系统（３）的正上方，测量系统（４）与模型系统（３）平行布置，制冷系统（２）位于解冻系统（５）的两侧，制冷系统（２）的空间与解冻系统（５）的空间相通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：祝贺，李娜，梁立哲，苏超，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]