接触网防覆冰保线电流特性的试验装置、方法及处理器与流程

本申请涉及电气工程，具体地，涉及一种接触网防覆冰保线电流特性的试验装置、方法及处理器。

背景技术：

1、接触网是城市轨道交通电气化工程的主构架，是牵引供电系统的重要组成部分，为地铁等电力机车供电的特殊形式的输电线路。列车通过受电弓于接触网下方滑动，从而获得可靠的电能。然而，在我国南方地区，雨雪冰冻等灾害频繁发生，城市轨道交通架空接触网在冬季覆冰后会导致牵引系统取电困难，甚至发生断线与倒杆，这会影响地铁等正常运营，给城市居民生产与生活造成重大影响。

2、现有的城市轨道交通接触网除冰方法多以机械除冰、化学药剂除冰方法为主，人工机械除冰不仅效率低，且对接触网会产生直接的物理伤害，而化学剂除冰的环保性能有待提高。引入电网输电线路的电流防冰方法，又面临着电网导线型号、线路结构、供电方式等与电气化铁路或城市轨道交通差异较大等问题。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种接触网防覆冰保线电流特性的试验装置、方法及处理器，可以在实验室模拟现场环境的方法来得出接触网防冰电流特性。

2、为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种接触网防覆冰保线电流特性的试验装置，试验装置包括：

3、承力索；

4、接触线，接触线与承力索通过电连接线并联，其中，并联后的承力索与接触线悬挂于封闭的试验区域内；

5、温度采集装置，温度采集装置安装于接触线上，用于采集接触线的温度；

6、电流源，与交流电源连接，将交流电源的电流转换为直流电流，并与并联连接的承力索和接触线进行串联。

7、本申请第二方面提供了一种接触网防覆冰保线电流特性的试验方法，应用于如上述的接触网防覆冰保线电流特性的试验装置，试验方法包括：

8、设置试验区域内的环境参数，其中，环境参数包括环境温度、降雨量以及风速；

9、根据接触线的导体参数和环境参数确定接触线的第一最小融冰电流值；

10、根据承力索的导体参数和环境参数确定承力索的第二最小融冰电流值；

11、在确定接触线出现覆冰后，将电流源的输出电流调节至初始电流值，其中，初始电流值为第一最小融冰电流值与第二最小融冰电流值的和；

12、获取预设时长后接触线的覆冰情况；

13、基于预设调节规则，根据覆冰情况调节电流源输出的初始电流，直到覆冰情况达到预设条件；

14、将电流源在接触线的覆冰情况达到预设条件时的输出电流确定为接触网在环境参数下的保线电流。

15、在本申请实施例中，根据覆冰情况调节电流源输出的初始电流，直到覆冰情况达到预设条件包括：在接触线的覆冰情况为存在覆冰的情况下，将初始电流按照第一预设比例调高后的电流作为电流源的输出电流；在接触线的覆冰情况为不存在覆冰的情况下，将初始电流按照第一预设比例调低后的电流作为电流源的输出电流；将电流源调节后的输出电流确定为新的初始电流值并回到获取预设时长后接触线的覆冰情况，直到覆冰情况达到预设条件。

16、在本申请实施例中，直到覆冰情况达到预设条件包括：获取接触线的实时导线温度和实时环境温度；在实时导线温度与实时环境温度之间的温差δt满足公式(1)的情况下，确定覆冰情况达到预设条件；

17、

18、其中，i为电流源的实时输出电流，r0为0℃时接触线的导体电阻，为等效冰层传导热阻，其中d1为接触线的导体直径、d为覆冰后接触线的导体外径，λ＝2.27×10-2，为对流及辐射等效热阻。

19、在本申请实施例中，试验方法还包括：在获取预设时长后接触线的覆冰情况后，获取接触线的受热情况；在接触线受热不均的情况下，调整试验区域内的环境参数，直到接触线受热均匀；和/或确定接触线异常并进行报警提示。

20、在本申请实施例中，试验方法还包括：获取接触线的实时导线温度；在实时导线温度大于接触线的最大允许温度的第二预设比例的情况下，切断电流源的输出电流并进行报警提示。

21、在本申请实施例中，根据接触线的导体参数和环境参数确定接触线的第一最小融冰电流值包括：通过公式(2)确定接触线的第一最小融冰电流值imin1

22、

23、其中，r0为0℃时接触线的导体电阻，δt1为接触线的导体温度与外界气温之差，为等效冰层传导热阻，其中d1为接触线导体直径、d设为预设外径，λ＝2.27×10-2，为对流及辐射等效热阻。

24、在本申请实施例中，根据承力索的导体参数和环境参数确定承力索的第二最小融冰电流值包括：通过公式(3)确定承力索的第二最小融冰电流值imin2

25、

26、其中，r1为0℃时承力索的导体电阻，δt2为承力索的导体温度与外界气温之差，为等效冰层传导热阻，其中d2为承力索的导体直径、d设为预设外径，λ＝2.27×10-2，为对流及辐射等效热阻。

27、本申请第三方面提供了一种处理器，被配置成执行上述任意一项的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法。

28、本申请第四方面提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据上述任一项的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法。

29、通过上述技术方案，在封闭试验区域内对现场环境和现场接触网装置进行模拟，使用电流源精确控制输出电流，观察接触网在任意环境参数下、不同的接触网结构的防覆冰保线电流，最后得到不同型号导线在不同气候环境条件下的导线防冰电流特性。

30、本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种接触网防覆冰保线电流特性的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：

2.一种接触网防覆冰保线电流特性的试验方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的接触网防覆冰保线电流特性的试验装置，所述试验方法包括：

3.根据权利要求2所述的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法，其特征在于，基于预设调节规则，根据所述覆冰情况调节所述电流源输出的初始电流，直到所述覆冰情况达到预设条件包括：

4.根据权利要求3所述的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法，其特征在于，所述直到所述覆冰情况达到所述预设条件包括：

5.根据权利要求2所述的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法，其特征在于，所述试验方法还包括：

6.根据权利要求2所述的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法，其特征在于，所述试验方法还包括：

7.根据权利要求2所述的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法，其特征在于，所述根据接触线的导体参数和所述环境参数确定所述接触线的第一最小融冰电流值包括：通过公式(2)确定所述接触线的所述第一最小融冰电流值imin1

8.根据权利要求2所述的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法，其特征在于，所述根据承力索的导体参数和所述环境参数确定所述承力索的第二最小融冰电流值包括：通过公式(3)确定所述承力索的所述第二最小融冰电流值imin2

9.一种处理器，其特征在于，被配置成执行权利要求2至8任意一项所述的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求2至8中任一项所述的接触网防覆冰保线电流特性的试验方法。

技术总结
本申请涉及电气工程技术领域，具体地，涉及一种接触网防覆冰保线电流特性的试验装置、方法及处理器。试验装置包括：承力索；接触线，接触线与承力索通过电连接线并联，其中，并联后的承力索与接触线悬挂于封闭的试验区域内；温度采集装置，温度采集装置安装于接触线上，用于采集接触线的温度；电流源，与交流电源连接，将交流电源的电流转换为直流电流，并与并联连接的承力索和接触线进行串联。在封闭试验区域内对现场环境和现场接触网装置进行模拟，使用电流源精确控制输出电流，观察接触网在任意环境参数下、不同的接触网结构的防覆冰保线电流，最后得到不同型号导线在不同气候环境条件下的导线防冰电流特性。

技术研发人员：黄林溦,李波,怀晓伟,朱思国,康文军,戴文,刘镕滔,宁睿
受保护的技术使用者：湖南防灾科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19