输电线路覆冰舞动是国内外电网面临的共同难题。截至2023年年底,国家电网有限公司运营的110千伏及以上输电线路总里程已超过122万千米,线路走廊南北跨度大,沿途地形地貌复杂,气候条件多变,覆冰区域广阔、覆冰类型多样。近年来,随着恶劣气候频繁发生,覆冰区域不断迁移扩大,发生大范围冰灾和线路舞动的可能性不断增加。2023年冬季至今年春季,我国连续遭受5轮雨雪冰冻灾害,引起的大范围覆冰舞动故障严重影响我国电网保障。利用更新性科技手段预测、监测、研判、处置输电线路覆冰舞动灾害,是大电网可靠稳定运行的重要技术保障。基础理论突破提升防除冰动态仿真能力
脱冰跳跃是指当环境温度升高或风载变化时,导线或地线上的覆冰突然脱落,导致输电塔线耦联体系产生冲击载荷,进而引起线路大幅振动和跳跃的现象。脱冰跳跃是导致覆冰线路事故的一种重要诱因,也是线路设计和建设时必须要考虑的关键问题之一。因此,开展输电塔线系统的脱冰动力响应研究,对保障输电线路的结构保障具有重要意义。
1 概述(LYYB5000手持式氧化锌避雷器综合测试仪操作更加简便,功能更完备)
氧化锌避雷器综合测试仪用于检测氧化锌避雷器(MOA)的各相电气性能。该仪器适用于各个电压等级的氧化锌避雷器的现场带电检测以及停电状态下试验室做的出厂和验收试验。通过测量全电流及阻性电流等参数,可以及时发现氧化锌避雷器内部绝缘受潮和阀片老化等危险缺陷。
2 功能及特点(LYYB5000手持式氧化锌避雷器综合测试仪操作更加简便,功能更完备)
2.1 仪器小型化、手持式设计,体积小、重量轻便于携带和操作。
2.2 采用带有DSP浮点处理单元的高性能、低功耗ARM处理器,运算速度更快、运算精度更高、处理数据量更大;从而可以保证测试数据计算的准确性和稳定性。
2.3 高精度采样滤波电路及数字滤波技术,可滤除现场干扰信号。
2.4 采用浮点快速傅里叶算法,从而实现对基波、谐波电压、电流信号的高精度分析。
2.5 采用工业级5.6寸640×480点阵高亮度彩色液晶屏,显示清晰,人机界面友好;对于一些重要的操作及参数设置,显示其提示信息和帮助说明;屏幕顶部状态栏可显示各个外设工作状态及测试状态信息。
2.6 可同时测量三相氧化锌避雷器的电气参数,并可自动补偿相间干扰;也可单相测量,支持B相接地的PT二次电压作为参考电压;当被测相与参考电压相别不同时,可自动计算补偿角度。
2.7 提供有线、无线测试方式,无线测试方式操作更加简便、灵活;可大大降低现场测试人员工作强度。
2.8 特有的感应板替代PT二次电压测量技术,使测量更方便快捷。
2.9 电压采集器集成本地显示(128×64点阵OLED液晶屏)及相序检测功能,可显示三相全电压、电压基波、3次、5次、7次谐波有效值、系统频率值及三相电压相位差;便于现场测试人员快速检查电压采集器与PT二次电压输出端子连接情况及三相电压各项参数。
2.10 电压采集器采用双重全数字隔离技术,更加方便可靠。
2.11 交直流两用:内置锂电池供电或者220V交流充电器供电自适应。
2.12 仪器主机和电压采集器内置大容量可充电锂电池,一次充电完成,可持续工作8小时。
2.13 智能电量管理:剩余电量显示、低电量报警、长时间闲置提示、背光自动调节。
2.14 内置实时时钟,可实时显示当前时间和日期;自动记录测试日期及时间。
2.15 测试数据存储方式分为本机存储和优盘存储,本机存储可存储测试数据100条,并且本机存储可转存至优盘;优盘存储可保存测试数据及波形图片,测试数据为TXT格式,波形图片为BMP格式,可直接在电脑上编辑打印。
2.16 选配的外置热敏打印机,可打印测试数据及已保存测试记录;打印内容可选择,从而可以节省打印纸的用量。
3 技术指标(LYYB5000手持式氧化锌避雷器综合测试仪操作更加简便,功能更完备)
3.1 参考电压测量
3.1.1 参考电压输入范围: 25V~250V有效值,50Hz/60Hz
3.1.2 参考电压测量准确度: ±(读数×5%+0.5V)
3.1.3 电压谐波测量准确度: ±(读数×10%)
3.1.4 参考电压通道输入电阻:≥1500kΩ
3.2 电流测量
3.2.1 全电流测量范围: 0~20mA有效值,50Hz/60Hz
3.2.2 准确度: ±(读数×5%+5uA)
3.2.3 阻性电流基波测量准确度:±(读数×5%+5uA)
3.2.4 电流谐波测量准确度: ±(读数×10%+10uA)
3.2.5 电流通道输入电阻: ≤2Ω
3.3 电场强度测量
3.3.1 电场强度输入范围: 30kV/m~300kV/m
3.3.2 电场强度测量准确度:±(读数×10%)
3.3.3 电场谐波测量准确度:±(读数×10%)
3.4 使用条件及外形
3.4.1 工作电源: 内置锂电池或外置充电器,充电器输入100-240VAC,50Hz/60Hz
3.4.2 充电时间: 约4小时
3.4.3电池工作时间: 主机8小时,电压采集器8小时
3.4.4 主机尺寸: 246mm(长)×156mm(宽)×62mm(高)
3.4.5 主机重量: 1.0kg(不含线缆)
3.4.6 电压采集器尺寸:115mm(长)×120mm(宽)×65mm(高)
3.4.7 电压采集器重量:0.6kg (不含线缆)
3.4.8 使用温度: -10℃~50℃
3.4.9 相对湿度: <90%,不结露
超/特高压等电网骨干输电线路普遍采用多分裂导线。与单导线相比,多分裂导线更易受诱发脱冰效应影响,且由于受其特有的垂向脱冰与扭转脱冰的耦合、子导线不均匀覆冰、间隔棒布置方案等因素的联合影响,使其诱发脱冰效应,且脱冰后的动力响应也呈现出更为复杂和独特的非线性时变特性。国网工研院提出了多分裂导线大尺寸脱冰跳跃试验和测试方法,搭建了单档150米八分裂特高压导线不均匀覆冰和脱冰全尺寸试验平台,试验研究了多分裂导线脱冰跳跃特性。同时,该院利用某500千伏连续3档真型线路,开展了连续档多分裂导线的脱冰试验,获取了塔线耦合动态响应特性,有效支撑基础理论研究。冰害监测处置技术破解自动除冰难题
在输电线路冰害监测方面,针对地理的气象环境恶劣地区监测装置信号传输困难、供电可靠性不足的问题,国网工研院研发了分立式分布式高效融合的多参量、高精度、点线共测光纤传感系统。该系统利用线路自身的地线复合光缆(OPGW)中的光纤实现对整条线路的状态监测,建立了光纤传感监测参量与线路本体状态及环境参量的映射关系,为输电线路覆冰广域高精度监测提供了技术保障。其中,安装于500千伏强明/强州线的输电线路光纤监测系统成功监测到了今年2月雨雪冰冻过程和强明线OPGW覆冰过载断线故障,为线路运维和故障分析提供了有力支撑。
在输电线路除冰技术方面,虽然以往已经尝试过人工敲击除冰、空包弹振动除冰、无人机携带绝缘棒冲击除冰和机器人除冰等技术方案,但是以上除冰方法均需要人员到达现场。当遇到严重覆冰难以抵达除冰塔位,或者对于新疆、青海、西藏等冬季存在大面积封山区域,人员无法进入的情况时,上述除冰方法均难以发挥作用。此外,目前的除冰装置对于雨凇、雾凇、混合凇等不同类型覆冰的物理特性和除冰机理的研究尚比较匮乏,除冰装置参数设计的理论依据不足。针对上述问题,国网工研院通过研究不同类型覆冰的力学特性和断裂准则,基于提出的诱发脱冰模拟方法,研发了新型机械除冰技术。该技术无需人员干预,能够在大范围、长时间的雨雪冰冻恶劣环境下长期驻线,自行俘获能量,并对输电线路覆冰增长情况进行监控,实现对输电线覆冰全自动、高效、可靠去除,保障极端条件下的线路运行可靠。新型防舞装置提升舞动灾害应对技术水平。
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