[发明专利]输电线路结构覆冰试验系统

说明书

技术领域

本发明是一种输电线路结构覆冰试验系统。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的是，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。

本发明的试验工作过程为：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。

本发明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11，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，包括空气压缩机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、空气压缩机17的进口依次通过管路连接，蒸发器19与温度开关22连接，在空气压缩机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。