一种地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台，包括电极，屏蔽室和高速摄影仪，还包括位于两座杆塔模型中间的模拟山坡。解决了针对丘陵多雷区域，考虑地形影响的1000kV输电线路杆塔雷电屏蔽能力研究比较匮乏，从而导致对于输电线路的防雷设计只能参考工程计算方法，误差较大，不能完全满足针对特高压输电线路保护的需求的问题。在此试验平台上进行试验来分析山坡对输电线路杆塔雷电屏蔽能力的影响山坡参数与杆塔雷电屏蔽能力的关系曲线，结合分析结果针对输电线路采取更加合适的防雷措施。
【专利说明】
一种地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种特高压输电线路杆塔，具体涉及一种地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台。
【背景技术】
[0002]我国沿海地带雷电活动频繁，100kV输电线路走廊多经过山区，雷击跳闸率很高。运行监测数据表明，因为雷电绕击输电线路产生的雷击跳闸占有很大的比例。以1999-2008年记录到的广州167370次雷电地闪数据为样本，发现平原雷电流均值高于山区雷电流均值。山区输电线路的绕击概率较大，以三峡库区为例，2002-2010年三峡500kV电网遭受的32次雷击故障均发生在山区，且绕击故障占90.6%，100kv输电线路的雷击跳闸率更高。因此，对于丘陵山地多雷区，有必要实行区域性防雷措施，并且有必要对山地地区输电线路杆塔的绕击雷电屏蔽特性做专门的研究。
[0003]对雷电绕击的相关研究，目前广泛应用的电气集合模型EGM，Eriksson的改进几何模型，先导传播模型LPM等，都是工程计算方法。随着输电线路的电压等级越来越高，在旧的生产条件下得出的公式和计算得到的结论已经不能完全适应新形势下的生产需求。为了能较快得到输电线路杆塔雷电屏蔽的相关特性，可以采用模拟试验的方法。模拟试验的雷电放电虽然不是严格意义上的物理模拟自然放电，但是放电的规律存在一定的相似性，可以大量重复进行，便于改变试验条件国内外之前进行过的输电线路杆塔模拟试验，都是在平地上进行的，模拟试验平原地区的输电线路的雷电绕击屏蔽特性，并未考虑山坡地形的影响。对于丘陵多雷地区，输电线路杆塔的绕击雷电屏蔽特性和平原地区有不同，应该专门进行研究。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型主要解决针对丘陵多雷区域，考虑地形影响的100kV输电线路杆塔雷电屏蔽能力研究比较匮乏，从而导致对于输电线路的防雷设计只能参考工程计算方法，误差较大，不能完全满足针对特高压输电线路保护的需求的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台，包括冲击电压发生器的高压引线，包括电极，屏蔽室和高速摄影仪，还包括位于两座杆塔模型中间的模拟山坡，和安装在所述杆塔模型上的绝缘子、架设在所述两座杆塔模型之间的避雷线和导线，所述两座杆塔模型的档距为32m，所述避雷线和导线之间的距离为1.32m，所述高速摄影仪放置在所述屏蔽室内，所述电极与所述冲击电压发生器的高压引线相连，且位置可移动。
[0006]优选的，所述杆塔模型缩比为1:12.5，采用铝合金制成，塔形为ZB6T杆塔。
[0007]优选的，所述绝缘子按照缩比模拟，所述避雷线采用5mm钢丝，所述导线采用三相八分裂导线，子导线采用2.5mm铜丝。
[0008]优选的，所述模拟山坡采用接地铁栅栏板。
[0009]优选的，所述接地铁栅栏板采用30mX30m的铁杆交错焊接而成。
[00?0] 进一步优选的，所述电极采用棒身长5m，直径为60mm，棒头部圆球直径为80mm的钢材制成。
[0011]本实用新型搭建了一个研究山坡对特高压输电线路雷电屏蔽能力影响的试验平台，通过此试验平台进行试验来分析山坡丘陵地形对输电线路杆塔雷电屏蔽能力的影响，从而为平原和丘陵地带的输电线路进行区域化防雷措施奠定基础。
[0012]本实用新型的工作原理是:通过制作出特高压输电线路的缩比模型，对平台进行合理的布置，在不改变其他条件的情况下，对模型施加雷电波和操作波冲击电压，通过持续改变电极的位置和山坡的角度，研究山坡地形的参数对于输电线路杆塔雷电屏蔽能力的影响，最终得到输电线路雷电屏蔽能力与山坡高度和角度的关系曲线。
[0013]本实用新型的有益效果是:
[0014]本实用新型的试验平台能够较快获得特高压输电线路杆塔分别处于操作波和雷电波作用下，输电线路杆塔雷电屏蔽能力与山坡地形的高度和坡度等因素的关系曲线，利用高速摄影仪记录试验现象，结果准确，从而在实际工程中采取更加经济合理的的防雷措施。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型总体框架示意图；
[0016]其中，1-绝缘子，2-避雷线，3-导线，4-杆塔模型，5-电极，6-高压引线，7-接地铁栅栏板，8-高速摄影仪，9-屏蔽室；
[0017]图2(a)、(b)为无模拟山坡时的对照组试验示意图；
[0018]图3为有模拟山坡存在的试验组试验示意图。
【具体实施方式】
[0019]通过以下详细说明结合附图可以进一步理解本实用新型的特点和优点。所提供的实施例仅是对本实用新型方法的说明，而不以任何方式限制本实用新型揭示的其余内容。
[0020]如图1所示，【具体实施方式】采用的技术方案如下:一种地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台，包括冲击电压发生器的高压引线，包括电极，屏蔽室和高速摄影仪，还包括位于两座杆塔模型中间的模拟山坡，和安装在所述杆塔模型上的绝缘子、架设在所述两座杆塔模型之间的避雷线和导线，所述两座杆塔模型的档距为32m，所述避雷线和导线之间的距离为1.32m，所述高速摄影仪放置在所述屏蔽室内，所述电极与所述冲击电压发生器的高压引线相连，且位置可移动。
[0021]所述杆塔模型缩比为1:12.5，采用铝合金制成，塔形为ZB6T杆塔。
[0022]所述绝缘子按照缩比模拟，所述避雷线采用5mm钢丝，所述导线采用三相八分裂导线，子导线采用2.5mm铜丝。
[0023]所述模拟山坡采用接地铁栅栏板。
[0024]所述接地铁栅栏板采用30mX 30m的铁杆交错焊接而成。
[0025]所述电极采用棒身长5m，直径为60mm，棒头部圆球直径为80mm的钢材制成。
[0026]实施例1
[0027]通过制作出100kV输电线路的缩比模型，用特定形状钢材制作模拟电极，利用铝合金杆塔模型，然后对平台进行合理的布置，在此试验平台上进行试验分析山坡对输电线路杆塔雷电屏蔽能力的影响，山坡参数与杆塔雷电屏蔽能力的关系曲线，结合分析结果针对输电线路采取更加合适的防雷措施。
[0028]地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台包括如下部分，如图1所示，利用铝合金制作成1:12.5的特高压输电线路杆塔模型4，塔形采用常见的ZB6T杆塔，其中绝缘子I采用真实绝缘子按照缩比进行模拟，避雷线2采用5mm钢丝，导线3采用三相八分裂导线，子导线采用2.5mm铜丝;两座输电线路杆塔模型的档距为32m，各线之间的距离为
1.32m。在输电线路杆塔模型4的中间布置模拟丘陵山坡的接地铁栅栏板7，接地铁栅栏板7采用30mX 30m的铁杆交错焊接而成;试验用的电极5采用棒身长5m，直径为60mm，棒头部圆球直径为80mm的钢材制成，电极的位置可以随意移动，并与冲击电压发生器的高压引线6相连。试验采用高速摄影仪8记录放电现象，高速摄影仪8放置在金属屏蔽室9中，防止放电产生的强电磁干扰损坏设备。
[0029]实施例2无模拟山坡存在时的对照组试验:
[0030]撤去模拟山坡7，改变高压电极的位置，分为5到6组，利用冲击电压发生器对间隙施加90 %?100 %的放电电压。分别模拟电极位置不同时的工况下放电50次，记录电极对地放电，对避雷线2放电和对输电线路的次数，算出各个工况下电极对输电线路放电的比例，从而绘出曲线，如图2(a)(b)所示。
[0031 ]实施例3有模拟山坡存在的试验组试验:
[0032]如图1所示，布置好试验场地，其他条件同实施例2，并相应调整模拟山坡7的高度，分为五到六组。固定电极位置，利用冲击电压发生器对间隙施加90%?100%的放电电压。分别在模拟山坡不同角度的工况下放电50次，记录电极对地放电，对避雷线2放电和对输电线路放电的次数，算出各个工况下电极对输电线路放电的比例，从而绘出曲线，并分别将实施例2和实施例3的结果进行纵向比较，将实施例3不同组的试验结果进行横向比较;施加负极性80/2500ys操作冲击电压，平地和斜坡两种情况下，避雷线和上相导线5m时的试验结果对比如图3所示。
[0033]上述实施例通过改变模拟山坡的角度和输电线路杆塔的高度，来研究山坡对于输电线路杆塔雷电屏蔽能力的影响；可以合理调整电极对输电线路和对地距离，从而使试验结果中输电线路受雷击的比例有明显变化;完全模拟真实输电线路和雷击环境，减少其它因素的影响，并能够方便改变模拟导线，避雷线等参数。
【主权项】
1.一种地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台，包括冲击电压发生器的高压引线，其特征在于:包括电极，屏蔽室和高速摄影仪，还包括位于两座杆塔模型中间的模拟山坡和安装在所述杆塔模型上的绝缘子、架设在所述两座杆塔模型之间的避雷线和导线，所述两座杆塔模型的档距为32m，所述避雷线和导线之间的距离为1.32m，所述高速摄影仪放置在所述屏蔽室内，所述电极与所述冲击电压发生器的高压引线相连，且位置可移动。2.根据权利要求1所述的地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台，其特征在于:所述杆塔模型缩比为1:12.5，采用铝合金制成，塔形为ZB6T杆塔。3.根据权利要求1所述的地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台，其特征在于:所述绝缘子按照缩比模拟，所述避雷线采用5mm钢丝，所述导线采用三相八分裂导线，子导线采用2.5mm铜丝。4.根据权利要求1所述的地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台，其特征在于:所述模拟山坡采用接地铁栅栏板。5.根据权利要求4所述的地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台，其特征在于:所述接地铁栅栏板采用30m X 30m的铁杆交错焊接而成。6.根据权利要求1所述的地形对特高压输电线路杆塔雷电屏蔽能力影响的试验平台，其特征在于:所述电极采用棒身长5m，直径为60_，棒头部圆球直径为80mm的钢材制成。
【文档编号】G01R31/00GK205450143SQ201521131896
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】向常圆, 王羽, 方超颖, 鲁海亮, 潘卓洪, 鄂盛龙
【申请人】武汉大学