一種地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，包括電極，屏蔽室和高速攝影儀，還包括位于兩座桿塔模型中間的模擬山坡。解決了針對(duì)丘陵多雷區(qū)域，考慮地形影響的1000kV輸電線路桿塔雷電屏蔽能力研究比較匱乏，從而導(dǎo)致對(duì)于輸電線路的防雷設(shè)計(jì)只能參考工程計(jì)算方法，誤差較大，不能完全滿足針對(duì)特高壓輸電線路保護(hù)的需求的問題。在此試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)來分析山坡對(duì)輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響山坡參數(shù)與桿塔雷電屏蔽能力的關(guān)系曲線，結(jié)合分析結(jié)果針對(duì)輸電線路采取更加合適的防雷措施。
【專利說明】
一種地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種特高壓輸電線路桿塔，具體涉及一種地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國沿海地帶雷電活動(dòng)頻繁，100kV輸電線路走廊多經(jīng)過山區(qū)，雷擊跳閘率很高。運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，因?yàn)槔纂娎@擊輸電線路產(chǎn)生的雷擊跳閘占有很大的比例。以1999-2008年記錄到的廣州167370次雷電地閃數(shù)據(jù)為樣本，發(fā)現(xiàn)平原雷電流均值高于山區(qū)雷電流均值。山區(qū)輸電線路的繞擊概率較大，以三峽庫區(qū)為例，2002-2010年三峽500kV電網(wǎng)遭受的32次雷擊故障均發(fā)生在山區(qū)，且繞擊故障占90.6%，100kv輸電線路的雷擊跳閘率更高。因此，對(duì)于丘陵山地多雷區(qū)，有必要實(shí)行區(qū)域性防雷措施，并且有必要對(duì)山地地區(qū)輸電線路桿塔的繞擊雷電屏蔽特性做專門的研究。
[0003]對(duì)雷電繞擊的相關(guān)研究，目前廣泛應(yīng)用的電氣集合模型EGM，Eriksson的改進(jìn)幾何模型，先導(dǎo)傳播模型LPM等，都是工程計(jì)算方法。隨著輸電線路的電壓等級(jí)越來越高，在舊的生產(chǎn)條件下得出的公式和計(jì)算得到的結(jié)論已經(jīng)不能完全適應(yīng)新形勢下的生產(chǎn)需求。為了能較快得到輸電線路桿塔雷電屏蔽的相關(guān)特性，可以采用模擬試驗(yàn)的方法。模擬試驗(yàn)的雷電放電雖然不是嚴(yán)格意義上的物理模擬自然放電，但是放電的規(guī)律存在一定的相似性，可以大量重復(fù)進(jìn)行，便于改變試驗(yàn)條件國內(nèi)外之前進(jìn)行過的輸電線路桿塔模擬試驗(yàn)，都是在平地上進(jìn)行的，模擬試驗(yàn)平原地區(qū)的輸電線路的雷電繞擊屏蔽特性，并未考慮山坡地形的影響。對(duì)于丘陵多雷地區(qū)，輸電線路桿塔的繞擊雷電屏蔽特性和平原地區(qū)有不同，應(yīng)該專門進(jìn)行研究。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型主要解決針對(duì)丘陵多雷區(qū)域，考慮地形影響的100kV輸電線路桿塔雷電屏蔽能力研究比較匱乏，從而導(dǎo)致對(duì)于輸電線路的防雷設(shè)計(jì)只能參考工程計(jì)算方法，誤差較大，不能完全滿足針對(duì)特高壓輸電線路保護(hù)的需求的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，包括沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線，包括電極，屏蔽室和高速攝影儀，還包括位于兩座桿塔模型中間的模擬山坡，和安裝在所述桿塔模型上的絕緣子、架設(shè)在所述兩座桿塔模型之間的避雷線和導(dǎo)線，所述兩座桿塔模型的檔距為32m，所述避雷線和導(dǎo)線之間的距離為1.32m，所述高速攝影儀放置在所述屏蔽室內(nèi)，所述電極與所述沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線相連，且位置可移動(dòng)。
[0006]優(yōu)選的，所述桿塔模型縮比為1:12.5，采用鋁合金制成，塔形為ZB6T桿塔。
[0007]優(yōu)選的，所述絕緣子按照縮比模擬，所述避雷線采用5mm鋼絲，所述導(dǎo)線采用三相八分裂導(dǎo)線，子導(dǎo)線采用2.5mm銅絲。
[0008]優(yōu)選的，所述模擬山坡采用接地鐵柵欄板。
[0009]優(yōu)選的，所述接地鐵柵欄板采用30mX30m的鐵桿交錯(cuò)焊接而成。
[00?0] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述電極采用棒身長5m，直徑為60mm，棒頭部圓球直徑為80mm的鋼材制成。
[0011]本實(shí)用新型搭建了一個(gè)研究山坡對(duì)特高壓輸電線路雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，通過此試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)來分析山坡丘陵地形對(duì)輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響，從而為平原和丘陵地帶的輸電線路進(jìn)行區(qū)域化防雷措施奠定基礎(chǔ)。
[0012]本實(shí)用新型的工作原理是:通過制作出特高壓輸電線路的縮比模型，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行合理的布置，在不改變其他條件的情況下，對(duì)模型施加雷電波和操作波沖擊電壓，通過持續(xù)改變電極的位置和山坡的角度，研究山坡地形的參數(shù)對(duì)于輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響，最終得到輸電線路雷電屏蔽能力與山坡高度和角度的關(guān)系曲線。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型的試驗(yàn)平臺(tái)能夠較快獲得特高壓輸電線路桿塔分別處于操作波和雷電波作用下，輸電線路桿塔雷電屏蔽能力與山坡地形的高度和坡度等因素的關(guān)系曲線，利用高速攝影儀記錄試驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)果準(zhǔn)確，從而在實(shí)際工程中采取更加經(jīng)濟(jì)合理的的防雷措施。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型總體框架示意圖；
[0016]其中，1-絕緣子，2-避雷線，3-導(dǎo)線，4-桿塔模型，5-電極，6-高壓引線，7-接地鐵柵欄板，8-高速攝影儀，9-屏蔽室；
[0017]圖2(a)、(b)為無模擬山坡時(shí)的對(duì)照組試驗(yàn)示意圖；
[0018]圖3為有模擬山坡存在的試驗(yàn)組試驗(yàn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]通過以下詳細(xì)說明結(jié)合附圖可以進(jìn)一步理解本實(shí)用新型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。所提供的實(shí)施例僅是對(duì)本實(shí)用新型方法的說明，而不以任何方式限制本實(shí)用新型揭示的其余內(nèi)容。
[0020]如圖1所示，【具體實(shí)施方式】采用的技術(shù)方案如下:一種地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，包括沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線，包括電極，屏蔽室和高速攝影儀，還包括位于兩座桿塔模型中間的模擬山坡，和安裝在所述桿塔模型上的絕緣子、架設(shè)在所述兩座桿塔模型之間的避雷線和導(dǎo)線，所述兩座桿塔模型的檔距為32m，所述避雷線和導(dǎo)線之間的距離為1.32m，所述高速攝影儀放置在所述屏蔽室內(nèi)，所述電極與所述沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線相連，且位置可移動(dòng)。
[0021]所述桿塔模型縮比為1:12.5，采用鋁合金制成，塔形為ZB6T桿塔。
[0022]所述絕緣子按照縮比模擬，所述避雷線采用5mm鋼絲，所述導(dǎo)線采用三相八分裂導(dǎo)線，子導(dǎo)線采用2.5mm銅絲。
[0023]所述模擬山坡采用接地鐵柵欄板。
[0024]所述接地鐵柵欄板采用30mX 30m的鐵桿交錯(cuò)焊接而成。
[0025]所述電極采用棒身長5m，直徑為60mm，棒頭部圓球直徑為80mm的鋼材制成。
[0026]實(shí)施例1
[0027]通過制作出100kV輸電線路的縮比模型，用特定形狀鋼材制作模擬電極，利用鋁合金桿塔模型，然后對(duì)平臺(tái)進(jìn)行合理的布置，在此試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)分析山坡對(duì)輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響，山坡參數(shù)與桿塔雷電屏蔽能力的關(guān)系曲線，結(jié)合分析結(jié)果針對(duì)輸電線路采取更加合適的防雷措施。
[0028]地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)包括如下部分，如圖1所示，利用鋁合金制作成1:12.5的特高壓輸電線路桿塔模型4，塔形采用常見的ZB6T桿塔，其中絕緣子I采用真實(shí)絕緣子按照縮比進(jìn)行模擬，避雷線2采用5mm鋼絲，導(dǎo)線3采用三相八分裂導(dǎo)線，子導(dǎo)線采用2.5mm銅絲;兩座輸電線路桿塔模型的檔距為32m，各線之間的距離為
1.32m。在輸電線路桿塔模型4的中間布置模擬丘陵山坡的接地鐵柵欄板7，接地鐵柵欄板7采用30mX 30m的鐵桿交錯(cuò)焊接而成;試驗(yàn)用的電極5采用棒身長5m，直徑為60mm，棒頭部圓球直徑為80mm的鋼材制成，電極的位置可以隨意移動(dòng)，并與沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線6相連。試驗(yàn)采用高速攝影儀8記錄放電現(xiàn)象，高速攝影儀8放置在金屬屏蔽室9中，防止放電產(chǎn)生的強(qiáng)電磁干擾損壞設(shè)備。
[0029]實(shí)施例2無模擬山坡存在時(shí)的對(duì)照組試驗(yàn):
[0030]撤去模擬山坡7，改變高壓電極的位置，分為5到6組，利用沖擊電壓發(fā)生器對(duì)間隙施加90 %?100 %的放電電壓。分別模擬電極位置不同時(shí)的工況下放電50次，記錄電極對(duì)地放電，對(duì)避雷線2放電和對(duì)輸電線路的次數(shù)，算出各個(gè)工況下電極對(duì)輸電線路放電的比例，從而繪出曲線，如圖2(a)(b)所示。
[0031 ]實(shí)施例3有模擬山坡存在的試驗(yàn)組試驗(yàn):
[0032]如圖1所示，布置好試驗(yàn)場地，其他條件同實(shí)施例2，并相應(yīng)調(diào)整模擬山坡7的高度，分為五到六組。固定電極位置，利用沖擊電壓發(fā)生器對(duì)間隙施加90%?100%的放電電壓。分別在模擬山坡不同角度的工況下放電50次，記錄電極對(duì)地放電，對(duì)避雷線2放電和對(duì)輸電線路放電的次數(shù)，算出各個(gè)工況下電極對(duì)輸電線路放電的比例，從而繪出曲線，并分別將實(shí)施例2和實(shí)施例3的結(jié)果進(jìn)行縱向比較，將實(shí)施例3不同組的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行橫向比較;施加負(fù)極性80/2500ys操作沖擊電壓，平地和斜坡兩種情況下，避雷線和上相導(dǎo)線5m時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如圖3所示。
[0033]上述實(shí)施例通過改變模擬山坡的角度和輸電線路桿塔的高度，來研究山坡對(duì)于輸電線路桿塔雷電屏蔽能力的影響；可以合理調(diào)整電極對(duì)輸電線路和對(duì)地距離，從而使試驗(yàn)結(jié)果中輸電線路受雷擊的比例有明顯變化;完全模擬真實(shí)輸電線路和雷擊環(huán)境，減少其它因素的影響，并能夠方便改變模擬導(dǎo)線，避雷線等參數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，包括沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線，其特征在于:包括電極，屏蔽室和高速攝影儀，還包括位于兩座桿塔模型中間的模擬山坡和安裝在所述桿塔模型上的絕緣子、架設(shè)在所述兩座桿塔模型之間的避雷線和導(dǎo)線，所述兩座桿塔模型的檔距為32m，所述避雷線和導(dǎo)線之間的距離為1.32m，所述高速攝影儀放置在所述屏蔽室內(nèi)，所述電極與所述沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線相連，且位置可移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述桿塔模型縮比為1:12.5，采用鋁合金制成，塔形為ZB6T桿塔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述絕緣子按照縮比模擬，所述避雷線采用5mm鋼絲，所述導(dǎo)線采用三相八分裂導(dǎo)線，子導(dǎo)線采用2.5mm銅絲。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述模擬山坡采用接地鐵柵欄板。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述接地鐵柵欄板采用30m X 30m的鐵桿交錯(cuò)焊接而成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地形對(duì)特高壓輸電線路桿塔雷電屏蔽能力影響的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述電極采用棒身長5m，直徑為60_，棒頭部圓球直徑為80mm的鋼材制成。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK205450143SQ201521131896
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】向常圓, 王羽, 方超穎, 魯海亮, 潘卓洪, 鄂盛龍
【申請人】武漢大學(xué)