[发明专利]用于高海拔风沙环境的导线起晕特性测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种可在高海拔风沙环境下准确测量750kV输电线路导线起晕电压（场强）的装置，属测量技术领域。

背景技术

当输电线路导线周围的电场强度超过空气的击穿场强时，导线附近的空气就会产生电离，形成电晕放电。因电晕放电产生的带电离子在交变电压的作用下在导线周围往返运动，形成电晕电流，同时，伴随着空气的电离还会产生光和无线电干扰。电晕放电造成的电晕损失、无线电干扰等电晕效应，会影响线路的安全经济运行，这种影响对于特高压输电线路尤为突出。

以我国为例，西北电网750kV输电线路不仅电压等级高，而且经常面临沙尘天气，这在很大程度上影响着输电线路导线的电晕特性，使750kV输电线路导线的电晕特性变得更加恶劣。因此，准确测量750kV输电线路在高海拔和风沙环境下的起晕电压（场强）对正确选择导线截面，保证线路的安全经济运行具有重要意义。目前，测量导线的起晕电压方法有很多，判定起晕电压（场强）的方法有很多，如紫外成像法，电晕电流脉冲法、电流3次谐波法、电流系数法、U-I（E-I）曲线拟合法，等等，在这些方法中，切线法由于简单方便，在工程中得到了大量应用。

发明内容

本发明的目的在于针对沙尘区域750kV线路导线在沙尘条件下起晕特性的判别问题，提供一种可在高海拔风沙环境下准确测量输电线路导线起晕特性的装置。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种用于高海拔风沙环境的导线起晕特性测量系统，构成中包括风沙模拟系统和起晕特性测量系统，所述起晕特性测量系统包括可移动电晕笼、串联谐振变压器、电容分压器、采样电阻、A/D与电光转换器、光纤、光电与D/A转换器和工控机；所述电晕笼接地并位于风沙模拟系统的风沙出口端；所述串联谐振变压器的输出电压经采样电阻与电晕笼内的试验导线连接并经电容分压器分压后接工控机的电压采样端口，所述采样电阻两端的输出信号依次经A/D与电光转换器、光纤、光电与D/A转换器接工控机的电流采样端口；

测量导线起晕电压（场强，下同）的步骤如下：

a. 在选定的海拔高度或环境气候试验室内利用风沙模拟系统调节电晕笼内的风速和沙尘浓度，使之稳定于设定值；

b.调节串联谐振变压器的输出电压，工控机通过电容分压器和采样电阻测量试验导线上的电压U和电晕电流I，并生成U-I(E-I)曲线，E为场强；

c.在U-I(E-I)曲线上，分别对起晕前后曲线作切线，两条切线的交点即为导线在在试验条件下的起晕电压。

上述用于高海拔风沙环境的导线起晕特性测量系统，所述风沙模拟系统包括风机、Z型风道、螺旋给料器和两个变频电源，所述风机固定在Z型风道下水平段的入口处；所述螺旋给料器的出沙口接Z型风道上水平段中部的进沙口；两个变频电源分别给风机和螺旋给料器供电。

上述用于高海拔风沙环境的导线起晕特性测量系统，所述螺旋给料器包括筒状外壳、驱动电机、储沙仓、螺旋轴以及出沙口，所述筒状外壳水平放置，其一端上部的进沙口与储沙仓相通，另一端的下部设置有出沙口，所述螺旋轴同轴套装在筒状外壳内，其两端通过轴承与筒状外壳连接，所述驱动电机固定在筒状外壳一端，其输出轴与螺旋轴对接。

上述用于高海拔风沙环境的导线起晕特性测量系统，在Z型风道上还设置有两个导流器，二者分别安装在Z型风道上水平段的两端。

上述用于高海拔风沙环境的导线电晕特性测量系统，所述风沙模拟系统的螺旋给料器还设置有卷扬上料器。

上述用于高海拔风沙环境的导线起晕特性测量系统，所述采样电阻和A/D与电光转换器安装在法拉第笼内。

上述用于高海拔风沙环境的导线起晕特性测量系统，所述电晕笼的外部套有屏蔽笼。

本发明通过测量输电线路导线在高海拔风沙条件下的电晕电流的基础上得到导线的起晕电压，测量过程由工控机自动完成，能够为输电线路导线的设计和优化提供可靠的参考信息。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是风沙模拟系统的结构示意图；

图2是螺旋给料器的结构示意图；

图3是导流器的结构示意图；

图4是起晕特性测量系统的结构图；

图5是海拔19m不同沙尘浓度阻性电流测量曲线图；

图6是切线法判断起晕的原理图。