[发明专利]架空线路在冲击电压下的闪络故障模拟装置及模拟方法

说明书

本发明公开了一种架空线路在冲击电压下的闪络故障模拟装置及模拟方法，通过工频电压产生单元将工频电压施加于架空线路上，模拟架空线路正常的运行状态；再通过冲击电压发生器将冲击电压施加于架空线路上，模拟架空线路遭受雷击、操作等过电压的情况，再现架空线路运行的实际复杂工况；从而模拟架空线路在工频电压和冲击电压双重作用下的覆冰闪络或植被闪络故障情况，这不仅可以为闪络故障判断提供基础数据，而且可以对架空线路、绝缘子等电力设备的闪络性能进行准确的评价，从而为确保电力线路的正常运行提供可靠保障。

技术领域

本发明属于电力工程中的故障模拟技术领域，涉及一种植被闪络和覆冰闪络故障模拟技术，具体涉及一种架空线路在冲击电压下的闪络(包括植被闪络、覆冰闪络)故障模拟装置及模拟方法。

背景技术

我国地域辽阔，电力线路分布广泛，架空线被植被环绕和绝缘子受冰雪覆盖情形十分普遍，由此产生的植被闪络和覆冰闪络也是本领域的常见线路故障。而常见的雷电和操作过电压对输电线路也有较大影响，容易产生冲击电压；在冲击电压下，植被闪络和覆冰闪络更易发生，从而造成线路短路，电力供应中断，影响电网的供电可靠性，危害电网及设备的安全。

申请号为CN201610670927.5的专利申请文件公开了一种配电网故障模拟装置及方法，首先设定故障发生时供电线路电压的故障相角，然后控制相应开关动作，使电线路在达到故障相角时发生短路、断路和接地故障等，从而实现在任意故障相角下进行配电网故障模拟。申请号为CN201510925297.7的专利申请文件公开了一种用于绝缘子污秽闪络试验的人工雾生成方法及装置，将去离子水和盐配置成溶液，通过改变溶液的浓度来调节溶液的电导率，然后将配置成的溶液雾化即得到人工雾，这种人工雾更接近于真实的自然环境，可以提高雾霾条件下绝缘子污秽闪络试验的准确度。申请号为CN201610543564.9的专利申请文件公开了一种配电网间歇性弧光接地故障模拟试验设备和方法，该模拟试验设备主要由顺次连接在被测线路与地面之间的熔断器、断路器、大容量电阻器和弧光放电模型组成，用于采集熔断器与断路器之间线路上的对地电压，电压互感器的输出端连接弧光放电模型的控制器输入端，通过该模拟试验设备能够实现对配电线路间歇性弧光接地现象的模拟。

虽然，污秽闪络与覆冰闪络均是针对外绝缘，但覆冰闪络与污秽闪络最大的区别就是，覆冰闪络需要在寒冷天气下结冰形成的，而污秽是在潮湿、小雨的天气下形成的，覆冰闪络故障模拟实现难度要远大于污秽闪络。且上述各种故障模拟装置均未对覆冰闪络和树枝闪络在工频电压与冲击电压作用下的实际工况进行模拟和研究，并不能重现电网的实际运行情况，也就无法将故障模拟的效果与实际情况进行很好的等效，进而难以十分准确的对电网中绝缘设备(例如输电线路、绝缘子等)的闪络特性进行评价。

发明内容

针对目前闪络故障模拟装置未考虑冲击电压作用的技术现状，本发明的第一个目的旨在提供一种架空线路在冲击电压下的闪络(包括植被闪络、覆冰闪络)故障模拟装置，以更加真实地模拟雷电、操作过电压等冲击电压作用下在架空线路引发的植被闪络和覆冰闪络故障。

本发明的另一目的旨在提供一种基于上述模拟装置的架空线路在冲击电压下的闪络故障模拟方法。

本发明的基本思想为：将覆冰绝缘子与架空线路连接用于模拟覆冰闪络，将植被放置于架空线路下方合适位置用于模拟植被闪络，利用工频电压产生单元在架空线路中产生工频电压，再利用冲击电压产生单元在架空线路中工频电压基础上叠加冲击电压，从而实现架空线路在冲击电压作用下的覆冰闪络、植被闪络模拟。