[发明专利]考虑山地地形的输电线路雷电绕击模型试验平台及方法

说明书

本发明涉及电力试验技术，具体涉及考虑山地地形的输电线路雷电绕击模型试验平台及方法。该试验平台包括物理模型、导线加压回路、冲击试验回路与观测系统；物理模型为按统一缩比比例将实际线路缩小的线路模型和一定尺寸的斜坡模型，导线加压回路为线路模型提供直流电位，冲击试验回路模拟自然界雷击放电最后跃变下行先导，观测系统用于获取试验电压波形和观测放电路径。该试验平台针对山地地形设置输电线路雷电绕击模型试验平台，为输电线路在山地环境中雷电绕击放电特性的研究提供了有效手段，对输电线路雷电绕击模型试验研究具有重要意义。

技术领域

本发明属于电力试验技术领域，尤其涉及考虑山地地形的输电线路雷电绕击模型试验平台及方法。

背景技术

随着特高压输电线路的发展和建设，其输电线路越来越长，途经地形复杂，复杂的地形会对其雷电屏蔽特性造成较大影响，在众多引起线路运行稳定的因素中，雷击故障是导致线路运行故障的主要因素，且其中雷电绕击占据主要地位。因此，为了保证输电工程的安全稳定运行，有必要对其雷电绕击特性以及雷电防护技术进行研究。

对于输电线路雷电绕机特性的研究多集中在工程计算和缩比模型试验。而当前缩比模型试验主要针对平地情况下的输电线路绕击特效研究，因此缺乏针对山地地形的输电线路雷电绕击模型试验的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于研究输电线路在山地环境中雷电绕击放电特性的平台。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种考虑山地地形的输电线路雷电绕击模型试验平台，包括物理模型、导线加压回路、冲击试验回路与观测系统；物理模型为按统一缩比比例将实际线路缩小的线路模型和一定尺寸的斜坡模型，导线加压回路为线路模型提供直流电位，冲击试验回路模拟自然界雷击放电最后跃变下行先导，观测系统用于获取试验电压波形和观测放电路径。

在上述的考虑山地地形的输电线路雷电绕击模型试验平台中，物理模型包含缩比模型塔、绝缘子模型、缩比导线、避雷线和斜坡模型；缩比导线通过绝缘子模型悬挂于缩比模型塔上；避雷线悬挂于缩比模型塔顶部悬挂点，通过缩比模型塔直接接地；斜坡模型与缩比导线平行放置，保持接地。

在上述的考虑山地地形的输电线路雷电绕击模型试验平台中，缩比模型塔、绝缘子模型、缩比导线、避雷线均按照同一缩比比例将实际杆塔线路进行缩小后建立的模型；缩比模型塔用角钢搭建而成，绝缘子模型用等长度的环氧树脂棒代替，为V串，缩比导线为铜线制成的八分裂导线，避雷线用铁丝材质制成；且将缩比模型塔底部垫高，以保证在山地地形下导线垂直对地距离与平原情况下保持一致。

在上述的考虑山地地形的输电线路雷电绕击模型试验平台中，导线加压回路与缩比导线相连，为导线提供高压电位；包含调压器、升压变压器、高压硅堆、滤波电容、保护电阻、保护间隙；调压器与升压变压器连接，用于调节施加电压；高压硅堆一端与升压变压器高压端相连，另一端与滤波电容相连；滤波电容另一端接地，高压硅堆与滤波电容配合进行整流；保护电阻一端连接高压硅堆，另一端连接缩比导线，起限流保护的作用；保护间隙一端连接保护电阻，另一端接地。

在上述的考虑山地地形的输电线路雷电绕击模型试验平台中，冲击试验回路包括冲击电压发生器、高压引线、高压棒电极，冲击电压发生器产生冲击电压经高压引线、高压棒电极施加于空气间隙。

在上述的考虑山地地形的输电线路雷电绕击模型试验平台中，观测系统包括阻容式分压器、示波器、同轴电缆、静态相机、高速摄影仪，阻容式分压器与冲击电压发生器并联，用于获取冲击电压波形；示波器通过同轴电缆与阻容式分压器相连，用于记录冲击电压波形；静态相机用于观测放电路径；高速摄影仪用于观测放电发展过程。

一种用于模拟山坡的斜坡模型尺寸选取方法，包括以下步骤：

步骤1、采用有限元计算方法分析棒-斜坡空气间隙的静电场分布特性；

步骤2、对比不同坡面尺寸下空间电场分布与大尺寸坡地电场分布差别；