[发明专利]自然状态下导线覆冰实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自然状态下导线覆冰实验装置，属于导线试验装置技术领域。

背景技术

输电线路导线覆冰会引起一系列有关力学与电气性能的问题，严重威胁线路安全运行。首先，覆冰会增大导线比载，引起线路过载事故，如导线断股或者断裂、杆塔扭折和基础下沉等；其次，线路相邻档不均匀覆冰会产生不平衡张力，使绝缘子发生偏斜；再者，导线脱冰过程中会产生较大的动态张力，并伴有脱冰跳跃现象发生，较大的动态张力会破坏杆塔结构，脱冰跳跃会引起相间短路事故；最后，覆冰后的导线容易发生舞动，对线路危害极大。因此，研究输电线路导线覆冰及覆冰之后相关的力学特性具有重要意义。

从气象学的角度看大气自上而下可分为冰晶层、暖气层和冷气层3个层次。从冰晶层掉下来的雪花通过暖层时融化成水滴，水滴进入靠近地面的冷气层时，便迅速冷却，成为过冷却水滴，当其接触到地面低于0℃的物体(如导线、铁塔)时，冻结形成覆冰。因此，覆冰是一种受环境温度、空气湿度、冷暖空气对流、环流以及风速风向等因素影响的综合物理现象。而输电线路产生覆冰的气象条件通常为：气温及设备表面温度达到<0℃，空气相对湿度>80％，且风速>1m/s。

在实验室中，很难创造出适宜的气象条件让实验导线发生覆冰，同时，自然覆冰过程缓慢，影响实验进度。因此，研制一套自然状态下导线覆冰实验装置对导线覆冰实验研究来说，可以提供非常大便利。

目前在研究导线覆冰试验中，常用的方法一是在气象条件合适的地方，建立实验导线，让导线在自然情况下自然覆冰。该方法的缺点是：

(1)在一年中大部分时间都能满足导线自然覆冰气象条件的地理位置很少见，存在选址困难的问题。

(2)该方法很大程度上依赖天气情况，不确定性大，自然覆冰过程缓慢，严重影响实验进度。

常用的方法二是在温度较低的冬季，对导线喷洒水雾进行人工辅助覆冰。该方法的缺点是：

(1)这种人工辅助覆冰的方式劳动强度大，冬季外界环境寒冷，不利于工作人员的安全。

(2)人工辅助覆冰由于操作的随意性，不能完全反应实际覆冰情况，覆冰质量不好。

(3)人工覆冰任然需要很长的时间，严重影响试验进度。

发明内容

本发明的目的是提出一种自然状态下导线覆冰实验装置，以解决自然覆冰和人工辅助覆冰的不足，为导线覆冰试验提供有力支持。

本发明提出的自然状态下导线覆冰实验装置，包括喷雾小车、磁场发生装置、铜丝和导线支架，所述的待覆冰导线架设在两个导线支架之间，喷雾小车置于导线支架的一侧，喷雾小车跨置在铜丝上，磁场发生装置连接在铜丝构成的回路上；所述的喷雾小车由雾化喷头、上臂、下臂、轮胎、四个磁场传感器、水管、水泵、水箱、蓄电池和喷雾小车控制器组成，所述的喷雾小车车身架设在轮胎上，所述的四个磁场传感器分别置于喷雾小车车身底部的四角处；所述的水箱、蓄电池和喷雾小车控制器分别置于喷雾小车上；所述的下臂固定在喷雾小车车身上，上臂和下臂相对铰接；所述的雾化喷头置于上臂的上端部，雾化喷头通过水管与水泵相连通。

本发明提出的自然状态下导线覆冰实验装置，其优点是：

(1)以普通人工覆冰方式，在试验段导线上覆冰，需要两天以上时间，即16小时以上。使用本发明提出的自然状态下导线覆冰实验装置，覆冰时间缩短为2～3小时，提高覆冰效率6倍，大大节约覆冰时间，为实验的快速推进提供保障。

(2)本发明提出的自然状态下导线覆冰实验装置，成本价格为5000元，设计使用寿命可以达到2年，相对于开支较大的人工费用来说，大大节约了实验经费。

(3)本覆冰装置覆冰均匀，覆冰密实，质量好，有力的保障了实验结果的正确性。

(4)装置结构简单，可靠性高，可以适应较恶劣的环境，用其代替人工覆冰，可以有效保障工作人员安全。

附图说明

图1是本发明提出的自然状态下导线覆冰实验装置的结构示意图。

图2是图1的A向视图。

图3是图1所示的导线覆冰实验装置中喷雾小车的结构示意图。

图1—图3中，1是喷雾小车，2是磁场发生装置，3是铜丝，4是待覆冰导线，5是导线支架，6是雾化喷头，7是上臂，8是下臂，9是喷雾小车车身，10是轮胎，11是磁场传感器，12是水管，13是水泵，14是水箱，15是蓄电池，16是喷雾小车控制器，17是铜丝负极端，18是铜丝正极端。

具体实施方式