一种地线绝缘子覆冰实验装置及方法与流程

1.本技术涉及绝缘子实验装置技术领域，尤其涉及一种地线绝缘子覆冰实验装置及方法。


背景技术：

2.在我国，110kv及以上电压等级的线路均需架设架空地线，考虑到地线节能、防雷、通信等性能，架空地线往往采取分段绝缘和单点接地的接地方式并通过地线绝缘子与杆塔相连。地线绝缘子由普通的绝缘子和带有空气间隙的一对电极组成，正常情况下地线绝缘子切断了地线-铁塔-大地之间的通路，并对架空地线起到机械上连接的作用。在雷电或者输电导线发生短路故障的情况下间隙先于绝缘子击穿，并能自行灭弧。
3.然而，由于我国幅员辽阔，越来越多长距离的架空输电线路穿越高寒或极端气候频发的地区，导致这些地区的地线绝缘子及其金具上覆盖厚厚的冰层。覆冰对地线绝缘子的性能极为不利，覆冰使得绝缘子承受的负荷增重，在融冰期由于绝缘子表面冰层融化，绝缘子闪络电压会大大降低，甚至地线上的感应电压能够使其发生闪络。间隙电极覆冰之后，间隙击穿电压也会大大减小，破坏正常情况下与绝缘子的间隙配合并异常放电。为此，地线绝缘子使用前需对覆冰下地线绝缘子的电气性能进行研究。
4.针对地线绝缘子的覆冰实验需使用到人工覆冰室，由于覆冰室地面湿滑，且绝缘子沉重，传统实验方法采用悬挂绝缘子的方式在实验过程中易出现掉落的危险，并且实验结果受人为因素影响较大。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术的目的是提供一种地线绝缘子覆冰实验装置及方法，用于解决现有的地线绝缘子覆冰实验方式存在安全风险且实验误差较大的问题。
6.为达到上述技术目的，本技术提供第一方面提供一种地线绝缘子覆冰实验装置，包括：多个绝缘子、绝缘子台与覆冰台；
7.所述绝缘子台设置于所述覆冰台内，包括：圆环；
8.所述圆环上呈圆周均布设置有多个安装槽；
9.多个所述绝缘子一一对应设置于所述安装槽内；
10.所述覆冰台内设置有：出水口、风速控制系统与温度控制系统；
11.所述出水口朝向所述圆环；
12.所述风速控制系统用于控制所述覆冰台内的风速；
13.所述温度控制系统用于控制所述覆冰台内的温度。
14.进一步地，所述圆环为镀锌金属圆环。
15.进一步地，所述安装槽为十二个。
16.本技术第二方面提供一种地线绝缘子不带电覆冰实验方法，应用于上述任一项所述的地线绝缘子覆冰实验装置，并包括以下步骤：
17.s11、在预设时间段内保持覆冰状态中，所述覆冰状态中，覆冰台内温度保持为-6
±
1℃，风速保持为3
±
1m/s，出水口保持水滴粒径为100至120μm并按预设间隔周期出水；
18.s12、按2
±
0.5℃/h使所述覆冰台内温度上升至0
±
0.5℃并保持；
19.s13、将圆环连接高压端并将绝缘子连接低压端后，按均匀升压法依次测量各个绝缘子的闪络电压。
20.进一步地，所述步骤s13之前，还包括：
21.s10、调整使所述出水口与距离所述出水口最近的绝缘子对齐；
22.所述步骤s13之后，还包括：
23.s14、逐度改变所述出水口与距离所述出水口最近的绝缘子的角度，且每改变一次角度后进行一次步骤s13。
24.进一步地，所述预设时间段为九十分钟；
25.所述预设间隔周期包括出水期与间隔期，所述出水期为十五分钟，间隔期为十五分钟。
26.本技术第三方面提供一种地线绝缘子带电覆冰实验方法，应用于上述任一项所述的地线绝缘子覆冰实验装置，并包括以下步骤：
27.s21、将圆环连接高压端并将各绝缘子并联；
28.s22、在预设时间段内保持覆冰状态中，所述覆冰状态中，覆冰台内温度保持为-6
±
1℃，风速保持为3
±
1m/s，出水口保持水滴粒径为100至120μm并按预设间隔周期出水；
29.s23、按2
±
0.5℃/h使所述覆冰台内温度上升至0
±
0.5℃并保持；
30.s24、将绝缘子连接低压端后，按均匀升压法依次测量各个绝缘子的闪络电压。
31.进一步地，所述步骤s23之前，还包括：
32.s20、调整使所述出水口与距离所述出水口最近的绝缘子对齐；
33.所述步骤s23之后，还包括：
34.s24、逐度改变所述出水口与距离所述出水口最近的绝缘子的角度，且每改变一次角度后进行一次步骤s23。
35.进一步地，所述预设时间段为九十分钟；
36.所述预设间隔周期包括出水期与间隔期，所述出水期为十五分钟，间隔期为十五分钟。
37.进一步地，所述高压端电位为1kv。
38.从以上技术方案可以看出，本技术提供一种地线绝缘子覆冰实验装置及方法，该装置包括：多个绝缘子、绝缘子台与覆冰台；所述绝缘子台设置于所述覆冰台内，包括：圆环；所述圆环上呈圆周均布设置有多个安装槽；多个所述绝缘子一一对应设置于所述安装槽内；所述覆冰台内设置有：出水口、风速控制系统与温度控制系统；所述出水口朝向所述圆环；所述风速控制系统用于控制所述覆冰台内的风速；所述温度控制系统用于控制所述覆冰台内的温度。通过在设置覆冰台放置绝缘子，可以避免绝缘子悬挂产生的掉落风险，同时，通过出水口、风速控制系统与温度控制系统可以模拟户外覆冰状态从而进行覆冰实验，通过对沿着圆环圆周均布的多个绝缘子一一测量得出实验结果，可以提高实验的准确性。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
40.图1为本技术实施例提供的一种地线绝缘子覆冰实验装置的覆冰台示意图；
41.图2为本技术实施例提供的一种地线绝缘子覆冰实验装置中绝缘子设置于覆冰台上示意图；
42.图3为本技术实施例提供的一种地线绝缘子覆冰实验装置的整体结构侧视图。
具体实施方式
43.下面将结合附图对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术所请求保护的范围。
44.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
46.本技术实施例公开了一种地线绝缘子覆冰实验装置及方法。
47.请参阅图1至图3，本技术实施例中提供的本技术提供第一方面提供一种地线绝缘子覆冰实验装置，包括：多个绝缘子、绝缘子台与覆冰台4；绝缘子台设置于覆冰台4内，包括：圆环2；圆环2上呈圆周均布设置有多个安装槽1；多个绝缘子一一对应设置于安装槽1内；覆冰台4内设置有：出水口3、风速控制系统与温度控制系统；出水口3朝向圆环2；风速控制系统用于控制覆冰台4内的风速；温度控制系统用于控制覆冰台4内的温度。
48.具体来说，绝缘子包括绝缘件5、钢帽6、下电极7、上电极8与钢脚9。钢脚9可以设置于绝缘件5的底端，且安装槽1与钢脚9的形状相互适配，使得绝缘子可以通过钢脚9可以稳固安装于圆环2上。钢帽6、下电极7与上电极8均设置于绝缘件5上，且下电极7与上电极8沿竖直方向平行设置。
49.覆冰台4可以是密封的工作台，也可以是密封的屋室，不作限制。温度控制系统可以是冷风机搭配暖风机，其中，用于为覆冰台4升温的方式也可以是通过打开密封的覆冰台4的进出口，使得外部的空气进入到覆冰室4内进行升温。
50.其中，绝缘子台还可以看包括绝缘支柱10，圆环2设置于绝缘支柱10上。
51.进一步地，圆环2为镀锌金属圆环，镀锌的圆环2可以有效提高耐腐蚀性。
52.进一步地，安装槽1为十二个，从而使得相邻的安装槽1与圆环圆心形成的夹角均为30
°
。
53.具体来说，本发明人在考虑地线绝缘子与出水口3之间的角度对覆冰质量和形态的影响，并与实际户外工程中冷却水汽和风向对间歇电极覆冰的综合影响对比后，将圆环2上的安装槽1设置为12个，配合风速控制系统与温度控制系统可以最接近的状态模拟户外覆冰情况。
54.以上为本技术实施例提供的实施例一，以下为本技术提供的实施例二。
55.本技术第二方面提供一种地线绝缘子不带电覆冰实验方法，应用于上述任第一方面中任一项所述的地线绝缘子覆冰实验装置，并包括以下步骤：
56.s11、在预设时间段内保持覆冰状态中，所述覆冰状态中，覆冰台内温度保持为-6
±
1℃，风速保持为3
±
1m/s，出水口保持水滴粒径为100至120μm并按预设间隔周期出水。
57.具体来说，通过风速控制系统可以控制覆冰台4内的风速，通过温度控制系统可以控制覆冰台4内的温度，通过对出水口的控制，可以控制水滴粒径与出水间隔周期，从而实现对户外覆冰工程实际情况的模拟。
58.在本实施例中，预设时间段为九十分钟，也即覆冰时长为九十分钟；预设间隔周期包括出水期与间隔期，出水期为十五分钟，间隔期为十五分钟。
59.通过控制覆冰台内温度为-6
±
1℃，风速为3
±
1m/s，水滴粒径为100至120μm并按十五分钟的间隔出水，可以模拟绝缘子户外进行雨凇覆冰的情况，提高模拟实验的准确性。其中，可以在每次间隔期期间，记录覆冰绝缘子的重量。
60.s12、按2
±
0.5℃/h使所述覆冰台内温度上升至0
±
0.5℃并保持。
61.其中，通过设置升温的速度为2
±
0.5℃/h，可以避免升温速度过快导致冰层脱落。
62.s13、将圆环连接高压端并将绝缘子连接低压端后，按均匀升压法依次测量各个绝缘子的闪络电压。
63.为了保证数据的有效性，每个绝缘子只闪络一次。
64.进一步地，所述步骤s13之前，还包括：
65.s10、调整使所述出水口与距离所述出水口最近的绝缘子对齐；
66.所述步骤s13之后，还包括：
67.s14、逐度改变所述出水口与距离所述出水口最近的绝缘子的角度，且每改变一次角度后进行一次步骤s13。
68.具体来说，逐度改变是指每次使绝缘子与出水口错开一度，逐度改变后，在每个角度下测量每个绝缘子的闪络电压，可以在取其平均值后，得到不带电覆冰下地线绝缘子与出水口之间角度对覆冰速率和闪络电压的影响规律。
69.所述本技术第三方面提供一种地线绝缘子带电覆冰实验方法，应用于上述第一方面任一项所述的地线绝缘子覆冰实验装置，并包括以下步骤：
70.s21、将圆环连接高压端并将各绝缘子并联；
71.其中，各绝缘子可以通过导线连接钢帽的方式并联；所述高压端电位为1kv。
72.s22、在预设时间段内保持覆冰状态中，所述覆冰状态中，覆冰台内温度保持为-6
±
1℃，风速保持为3
±
1m/s，出水口保持水滴粒径为100至120μm并按预设间隔周期出水；
73.在本实施例中，预设时间段为九十分钟，也即覆冰时长为九十分钟；预设间隔周期包括出水期与间隔期，出水期为十五分钟，间隔期为十五分钟。
74.同理地，可以在每次间隔期期间，记录覆冰绝缘子的重量。
75.s23、按2
±
0.5℃/h使所述覆冰台内温度上升至0
±
0.5℃并保持；
76.s24、将绝缘子连接低压端后，按均匀升压法依次测量各个绝缘子的闪络电压。
77.进一步地，所述步骤s23之前，还包括：
78.s20、调整使所述出水口与距离所述出水口最近的绝缘子对齐；
79.所述步骤s23之后，还包括：
80.s24、逐度改变所述出水口与距离所述出水口最近的绝缘子的角度，且每改变一次角度后进行依一次步骤s23。
81.通过本实施例提供的地线绝缘子覆冰实验及方法，通过在圆环2加工出凹槽1，可以与钢脚9的轮廓契合，使得绝缘子牢固固定于圆环2上，不易松动，可以降低实验操作难度并提高实验结果的一致性与准确性；同时，通过本装置可以模拟地线绝缘子带电覆冰与不带电覆冰情况下的电气性能，并通过地线绝缘子和覆冰室出水口之间角度对覆冰速率和闪络电压的影响规律，确定地线绝缘子的最佳安装角度。在实际工程中可以根据本发明的实验结果，将间隙电极调整到特定方向，使得相同气候条件下的覆冰量最小，间隙击穿电压最高，保证架空地线的稳定运行。
82.以上为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。