[发明专利]可解耦输电线路与山火相互作用的试验装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种可解耦输电线路与山火相互作用的试验装置及使用方法，试验装置包括受限放电模拟空间、用于向受限放电模拟空间提供试验电压的电源系统、用于测量受限放电模拟空间试验参数的测量系统和用于模拟输电线路山火跳闸影响因素的工况模拟装置，工况模拟装置、电源系统均与受限放电模拟空间连接。本发明可有效解耦输电线路山火中的高温、电离、碳烟颗粒等影响输电线路山火跳闸的关键因素，为输电线路山火跳闸机理分析提供试验基础；该装置能模拟不同的温度、湿度、风速等条件下输电线路断线掉落在植被上或输电线路由于安全距离不够对植被放电导致火灾的物理条件，为分析上述条件对不同可燃物的引燃概率提供依据。

技术领域

本发明涉及属于电气工程技术领域，尤其涉及一种可解耦输电线路与山火相互作用的试验装置及使用方法。

背景技术

受人民生活习俗的影响，如扫墓、祭祖、烧荒、烧秸秆等，再加上当时天气方面的影响，如连续的干旱少雨等，我国很多地区森林火灾频发，而输电线路经常跨越山区森林，一旦发生山火，极易导致输电线路放电引起跳闸。输电线路因山火而跳闸后，由于受绝缘子积污的影响，线路难以重合闸成功，造成供电中断，严重影响国民经济的发展和人民的正常生产生活。

山火火焰形态、烟尘参数等变化速度快，火焰温度影响碳烟颗粒的团聚和分解等特性，同时火焰温度对碳烟颗粒的抬升特性有很大的影响；另外，温度越高，电离越强，碳烟颗粒的荷电约多。因此，影响输电线路山火跳闸的火焰温度、碳烟浓度和电离程度三个主要因素相互耦合。

目前对于输电线路山火跳闸的研究，武汉大学阮江军、黄道春、黎鹏等公开了一系列输电线路山火跳闸试验方法，但是其试验装置与方法均将山火灾害作为一个整体，极难判断山火的火焰高度、火焰温度、电离程度以及碳烟颗粒的浓度等因素对山火跳闸的影响作用大小。因此，难以获得准确、定量的输电线路山火跳闸概率，从而无法判断山火发生后对线路运行的风险。国网湖南电力赵纯等公开了一种可辨析放电成因的输电线路山火跳闸对比试验方法，通过调节输电线路山火跳闸试验间隙和电压判断不同条件下线路的击穿场强，该试验装置也无法解耦上述因素。

此外，目前输电线路放电或者断线掉在植被上，导致植被火灾的试验装置尚未有建立受限空间内部，试验结论易受环境因素的影响，无法获得准确的试验数据，难以建立输电线路引燃植被的概率模型。

因此，亟需发明可解耦输电线路与山火相互作用的试验装置及使用方法，为揭示输电线路山火跳闸机理和输电线路引发山火的模型提供试验装置基础。

发明内容

本发明目的在于提供一种可解耦输电线路与山火相互作用的试验装置及使用方法，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种可解耦输电线路与山火相互作用的试验装置，其特征在于，包括受限放电模拟空间、用于向所述受限放电模拟空间提供试验电压的电源系统、用于测量所述受限放电模拟空间试验参数的测量系统和用于模拟输电线路山火跳闸影响因素的工况模拟装置，所述工况模拟装置、电源系统均与所述受限放电模拟空间连接。

进一步的，所述受限放电模拟空间为带有隔热夹层、观测窗和检修门的箱体结构，所述电源系统的一端连接有一模拟导线，所述模拟导线穿过一固定在受限放电模拟空间顶部的带孔的绝缘陶瓷而伸入所述受限放电模拟空间内，所述电源系统的另一端连接至所述受限放电模拟空间的底部以在所述受限放电模拟空间的顶部和底部之间形成可电击穿的击穿间隙，所述受限放电模拟空间内的底部设置有电极。

进一步的，所述工况模拟装置包括超声细水雾发生装置、油盘、烟气发生装置、集烟罩和电加热装置，所述超声细水雾发生装置与所述受限放电模拟空间连通，所述油盘设置在所述受限放电模拟空间内的底部，所述烟气发生装置的输出端与所述受限放电模拟空间连通，所述模拟导线悬挂在所述受限放电模拟空间的顶部且与所述电源系统的另一端连接，所述电加热装置与所述受限放电模拟空间连接以对其加热，所述受限放电模拟空间的底部设置有进风口，所述集烟罩通过一风机连接至所述受限放电模拟空间外。