一种用于高压线路人工短路试验的气动发射装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，包括后盖、控制箱、电磁阀、炮筒、第一球阀、储气罐、第二球阀、压力表、第三球阀、方型支架和腹板；后盖和控制箱均固定在腹板上，电磁阀底部固定在后盖上，其侧壁设有通孔，第一球阀一端通过连接管与通孔连接，其另一端连接储气罐，第二球阀和第三球阀均设置于储气罐另一侧，第二球阀和第三球阀另一侧分别连接压力表和充气装置；电磁阀的顶部设有炮筒，方型支架支撑所述炮筒。采用本发明的气动发射装置模拟短路故障，实现在线路任何位置完成试验，受天气因素影响小，通过调节压缩空气的气压调节发射高度，可满足不同电压等级的试验需求。发射装置尺寸、质量均较小，方便设备使用和运输。
【专利说明】一种用于高压线路人工短路试验的气动发射装置
【技术领域】
[0001]本发明属于输电线路【技术领域】，具体涉及一种用于高压线路人工短路试验的气动发射装置。
【背景技术】
[0002]随着我国西电东送和南北互供等远距离输电格局的逐步规划和形成，特高压输电工程的需求也越来越大，由于特高压工程电压等级高、输送容量大，对系统的稳定性影响较大，对工程的质量要求及其严格，故工程投入前最后的系统调试显得尤为重要，其中，线路短路试验作为考核输电系统抗扰动动态性能的最重要的一项试验，由于是在实际系统线路上进行，对于考核工程整体性能又具有决定性的意义，因此，如何进行短路故障模拟试验的意义不言而喻。目前国内外的短路试验方法中，要么试验设备及方法适用范围有限，要么试验的稳定性、可靠性不够高，或者不利于安装和运输，还有的无法满足日益升高电压等级的试验高度要求。本发明是通过采用压缩空气作为发射动力，将带有接地线的弹头发射至线路等电位区域击穿来模拟短路故障，可以实现在线路任何位置完成试验，通过调节压缩空气的气压调节发射高度，可满足不同电压等级的试验需求；设备不仅受天气因素影响小，且发射装置尺寸、质量均较小，方便使用和运输。
[0003]目前高压线路短路试验一般采用弹簧储能发射装置来实现。遥控弹簧储能发射法是利用一台弹簧储能设备，通过遥控方式将带有接地线(细铜丝)的锥形弹头发射至可与线路等电位点实现击穿的区域来模拟短路故障，下面对其设备及工作原理进行说明。
[0004]国内外主要的人工短路试验方法包括断路器法、倒杆法和弹簧储能发射法。
[0005](I)断路器法一般是在变电站内部通过在断路器附近装设临时接地线来模拟短路故障。受设备限制，其应用范围仅限于变电站内部，故无法模拟变电站外远处线路故障试验，无法准确校核线路故障定位仪器；
[0006](2)倒杆法是通过带有接地线的立杆倒下过程中接地线与高压线路等电位点接近并达到击穿距离实现模拟短路故障，其受立杆本身强度及外界天气因素影响较大。立杆越长强度要求越高，强度不够往往会导致立杆本身无法支撑自身重量而断裂；外界风力级别过大可能导致立杆倒向发生偏移而无法完成试验。
[0007](3)遥控弹簧储能发射法是利用弹簧储能设备，通过遥控方式将带有接地线(细铜丝)的锥形弹头发射至可与线路等电位点实现击穿的区域来模拟短路故障。随着交直流特高压工程的陆续建设，电压等级不断升高，受弹簧能量的限制，其相对较低的发射高度逐渐无法满足更高电压等级试验需求；设备对于地面的平整度要求较高，且设备较复杂、沉重，不利于安装和运输。
[0008]I)遥控弹簧储能发射装置的放置地点
[0009]应选择距线路杆塔30m左右且地势平缓之处放置人工遥控发射装置，距金属管在地面的垂直投影点约为7m左右(根据电压等级不同设置安全距离)。其发射方向即弹射弹的飞行方向应与线路走向垂直，如图1所示。[0010]2)遥控弹簧储能发射装置的装设
[0011](a)线路上部分
[0012]接地装置引下线为两组(每组二根截面25mm2或一根50mm2)多股裸铜线，每组裸铜线上端与分裂架空线路紧密相接(先用铝包带分别紧紧缠绕在各分裂子导线上，缠绕长度不小于30公分；然后再将引下线与各分裂子导线紧紧缠绕并用绑线固定，缠绕长度不超过铝包带的范围；一组引下线与2根子导线分别相联，另一组引下线与另外2根子导线分别相联)，其下端与长度4m左右的金属管牢固相连，每组中的二根裸铜线应该绞紧以避免松散。
[0013](b)地面部分
[0014]引弧线一端与发射弹相连，另外一端则通过适当长度IOOmm2粗铜线与杆塔塔基地脚接地线相联(应该确保接地线可靠接地)。
[0015](c)人工遥控发射装置试射
[0016]接地试验装置安装完毕后，需在高压线路不带电的条件下对人工遥控发射装置进行试射，以确保实际试验时带着引弧线的接线环能从引下线和金属管形成的矩形框中穿过。
[0017]3)进行人工短路试验
[0018]接地试验命令发布后，控制人员按动遥控器按钮，弹射弹带着连接有弓I弧线的接线环飞向悬挂在空中的金属管，到达击穿区域后形成线路对地故障。该故障使高压线路保护动作，进行线路重合闸、直流系统再启动或者三跳永久停电等操作。
[0019]目前高压线路人工短路试验采用的遥控弹簧储能发射装置，因弹簧动力大小、试验场地需求以及设备体积、重量的，限制已逐渐无法满足尤其是特高压线路的短路试验需求。如图1，随着电压等级的提升，为确保金属管对地的安全距离，保证试验人员的人身安全，金属管距离地面的垂直距离越来越大，会导致发射装置发射出的弹头无法到达高压线路等电位点即金属管处的击穿高度，从而无法模拟短路故障。
【发明内容】
[0020]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，采用空气动力发射装置模拟短路故障，可以实现在线路任何位置完成试验，受天气因素影响小，通过调节压缩空气的气压调节发射高度，可满足不同电压等级的试验需求。发射装置尺寸、质量均较小，方便设备使用和运输。
[0021]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0022]提供一种用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，所述装置包括后盖、控制箱、电磁阀、炮筒、第一球阀、储气罐、第二球阀、压力表、第三球阀、方型支架和腹板；所述后盖和控制箱均固定在所述腹板上，所述电磁阀底部固定在所述后盖上，其侧壁设有通孔，所述第一球阀一端通过连接管与通孔连接，其另一端连接储气罐，第二球阀和第三球阀均设置于所述储气罐另一侧，所述第二球阀和第三球阀另一侧分别连接压力表和充气装置；所述电磁阀的顶部设有炮筒，所述方型支架支撑所述炮筒；所述腹板为木质腹板。
[0023]所述连接管为L型连接管，所述后盖和控制箱均通过转轴固定在所述腹板上。
[0024]所述电磁阀为直动式电磁阀，所述直动式电磁阀的密封材料为三元乙丙橡胶。[0025]所述三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和双环戊二烯形成的无规共聚物；所述乙烯、丙烯和双环戊二烯的质量百分数分别为45%?70%、30%?40%和1%?3%。
[0026]所述储气罐为高压储气罐，所述高压储气罐设有第二球阀和第三球阀的那一端同时设有保护罩，用于保护第二球阀、第三球阀和压力表。
[0027]所述高压储气罐所用的材料是碳含量为0.10%、硅含量为0.08%、锰含量为
0.065%、磷含量为0.030%、硫含量为0.018%、铬含量为15.6%、余量为铁的合金制备，所述的
百分数为重量百分数。
[0028]所述控制箱内设有信号发射器，电磁阀底部设有信号接收器，所述接收器同时位于所述后盖内部。
[0029]所述炮筒一端连接所述电磁阀顶部，另一端的侧壁上设有角度调节板，所述角度调节板上设有锯齿形凹槽，通过调节所述方型支架卡在角度调节板中锯齿形凹槽的位置，调节所述装置发射探头的角度。
[0030]所述炮筒采用的材料为Q235B，其用碳含量为0.12?0.20%、硅含量为< 0.30%、锰含量为0.30?0.70%、硫含量为< 0.045%、磷含量为< 0.045%、其余为铁的合金制备，所述
的百分数为重量百分数。
[0031]通过遥控或者手动按下所述控制箱上设置的控制按钮使电磁阀导通，储气罐中的压缩空气通过电磁阀进入炮筒推动带有引弧线的弹头飞出。
[0032]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0033](I)气动发射装置是以压缩空气为动力，压缩空气压力大小通过根据试验发射高度进行计算得到，充气口同时能够手动充气和气泵充气；
[0034](2)本发明采用了压缩空气作为发射动力，解决了最重要的发射射程问题，并且可以根据不同电压等级试验要求的高度进行调节，大大增加了灵活性；
[0035](3)发射装置的体积和质量都进行了大幅降低，便于使用和运输，并且可以在绝大多数试验场地进行试验而不会受场地的限制；
[0036](4)采用空气动力发射装置模拟短路故障，可以实现在线路任何位置完成试验，受天气因素影响小，通过调节压缩空气的气压调节发射高度，可满足不同电压等级的试验需求；
[0037](5)发射装置尺寸、质量均较小，方便设备使用和运输。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是现有技术中遥控弹簧储能发射装置示意图；
[0039]图2是用于高压线路人工短路试验的气动发射装置结构示意图；
[0040]其中，1-角度调节板，2-控制箱，3-压力表，4-第二球阀，5-储气罐，6_第一球阀，7-后盖，8-电磁阀，9_炮筒，10-第二球阀，11-方型支架，12-腹板。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0042]如图2，提供一种用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，所述装置包括后盖7、控制箱2、电磁阀8、炮筒9、第一球阀6、储气罐5、第二球阀4、压力表3、第三球阀10、方型支架11和腹板12 ;所述后盖7和控制箱2均固定在所述腹板12上，所述电磁阀8底部固定在所述后盖7上，其侧壁设有通孔，所述第一球阀6 —端通过连接管与通孔连接，其另一端连接储气罐5，第二球阀4和第三球阀10均设置于所述储气罐5另一侧，所述第二球阀4和第三球阀10另一侧分别连接压力表3和充气装置；所述电磁阀8的顶部设有炮筒9，所述方型支架11支撑所述炮筒9 ;所述腹板12为木质腹板。
[0043]所述连接管为L型连接管，所述后盖7和控制箱2均通过转轴固定在所述腹板12上。
[0044]所述电磁阀8为直动式电磁阀，所述直动式电磁阀的密封材料为三元乙丙橡胶。
[0045]所述三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和双环戊二烯形成的无规共聚物；所述乙烯、丙烯和双环戊二烯的质量百分数分别为45%~70%、30%~40%和1%~3%。
[0046]所述储气罐5为高压储气罐，所述高压储气罐设有第二球阀4和第三球阀10的那一端同时设有保护罩，用于保护第二球阀4、第三球阀10和压力表3。
[0047]所述高压储气罐所用的材料是碳含量为0.10%、硅含量为0.08%、锰含量为
0.065%、磷含量为0.030%、硫含量为0.018%、铬含量为15.6%、余量为铁的合金制备，所述的百分数为重量百分数。
[0048]所述控制箱2内设有信号发射器，电磁阀8底部设有信号接收器，所述接收器同时位于所述后盖7内部。
[0049]所述炮筒9 一端连接所述电磁阀8顶部，另一端的侧壁上设有角度调节板1，所述角度调节板I上设有锯齿形凹槽，通过调节所述方型支架11卡在角度调节板I中锯齿形凹槽的位置，调节所述装置发射探头的角度。
[0050]所述炮筒9采用的材料为Q235B，其用碳含量为0.12~0.20%、硅含量为<0.30%、锰含量为0.30~0.70%、硫含量为<0.045%、磷含量为<0.045%、其余为铁的合金制备，所
述的百分数为重量百分数。
[0051]通过遥控或者手动按下所述控制箱2上设置的控制按钮使电磁阀8导通，储气罐5中的压缩空气通过电磁阀8进入炮筒9推动带有引弧线的弹头飞出。
[0052]发射装置发射弹头具体过程:
[0053](I)试验中除采用压缩空气发射装置，其它部分与采用遥控弹簧储能完全一致，参见图1不意图。
[0054](2)发射前，保证电磁阀8为关闭状态，调整发射装置角度至试验需要角度状态；
[0055](3)根据要求的发射高度计算所需压力值，对储气罐5通过第三球阀10进行充气，直至储气罐5压力达到设定值；
[0056](4)将带有引弧线的弹头装入炮筒9中；
[0057](5)接通控制箱电源，遥控导通电磁阀8，压缩空气通过电磁阀8进入炮筒9推动弹头飞出；
[0058](6)带有引弧线的弹头到达图1所示图中水平钢管附近(可击穿区域)，实现高压线路对地放电即短路试验。
[0059]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:所述装置包括后盖、控制箱、电磁阀、炮筒、第一球阀、储气罐、第二球阀、压力表、第三球阀、方型支架和腹板；所述后盖和控制箱均固定在所述腹板上，所述电磁阀底部固定在所述后盖上，其侧壁设有通孔，所述第一球阀一端通过连接管与通孔连接，其另一端连接储气罐，第二球阀和第三球阀均设置于所述储气罐另一侧，所述第二球阀和第三球阀另一侧分别连接压力表和充气装置；所述电磁阀的顶部设有炮筒，所述方型支架支撑所述炮筒；所述腹板为木质腹板。
2.根据权利要求1所述的用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:所述连接管为L型连接管，所述后盖和控制箱均通过转轴固定在所述腹板上。
3.根据权利要求1所述的用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:所述电磁阀为直动式电磁阀，所述直动式电磁阀的密封材料为三元乙丙橡胶。
4.根据权利要求3所述的用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:所述三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和双环戊二烯形成的无规共聚物；所述乙烯、丙烯和双环戊二烯的质量百分数分别为45%~70%、30%~40%和1%~3%。
5.根据权利要求1所述的用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:所述储气罐为高压储气罐，所述高压储气罐设有第二球阀和第三球阀的那一端同时设有保护罩，用于保护第二球阀、第三球阀和压力表。
6.根据权利要求5所述的用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:所述高压储气罐所用的材料是碳含量为0.10%、硅含量为0.08%、锰含量为0.065%、磷含量为0.030%、硫含量为0.018%、铬含量为15.6%、余量为铁的合金制备，所述的百分数为重量百分数。
7.根据权利要求1所述的用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:所述控制箱内设有信号发射器，电磁阀底部设有信号接收器，所述接收器同时位于所述后盖内部。
8.根据权利要求1所述的用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:所述炮筒一端连接所述电磁阀顶部，另一端的侧壁上设有角度调节板，所述角度调节板上设有锯齿形凹槽，通过调节所述方型支架卡在角度调节板中锯齿形凹槽的位置，调节所述装置发射探头的角度。
9.根据权利要求8所述的用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:所述炮筒采用的材料为Q235B，其用碳含量为0.12~0.20%、硅含量为< 0.30%、锰含量为0.30~0.70%、硫含量为≤0.045%、磷含量为≤0.045%、其余为铁的合金制备，所述的百分数为重量百分数。
10.根据权利要求1所述的用于高压线路人工短路试验的气动发射装置，其特征在于:通过遥控或者手动按下所述控制箱上设置的控制按钮使电磁阀导通，储气罐中的压缩空气通过电磁阀进入炮筒推动带有引弧线的弹头飞出。
【文档编号】G01R31/00GK103454457SQ201310279970
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2013年7月4日
【发明者】刘耀, 蒋卫平, 李新年, 王华伟, 曾南超, 杨鹏, 雷霄, 庞广恒 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院