[发明专利]一种电网覆冰体积密度和孔隙率的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网覆冰测量和测量方法，具体涉及一种电网覆冰体积密度和孔隙率的测量方法。

背景技术

电网覆冰一直是困扰世界各国的技术难题，覆冰造成的导线舞动、断线、倒塔、闪络甚至电网解列等事故，严重威胁电力系统的安全运行，造成了国民经济和民生的巨大损失。随着输电线路电压等级的提高和输送距离的增加，途经区域地形地貌、海拔高度、气候条件、大气环境越来越复杂，不同区域的覆冰状况和覆冰形态存在差异，因此必须针对不同地区寻求差异化的电网覆冰解决方案。

因此，对覆冰形态的研究是对电网覆冰，尤其是绝缘子串覆冰闪络的相关研究的基础，受到研究人员的普遍关注；而覆冰体积密度和孔隙率作为区分覆冰形态和衡量覆冰程度的重要指标，目前尚无准确度高和易于在野外进行现场操作的测量方法，给相关的研究和调研带来不便。

目前测量覆冰密度的主要方法为排液法，但由于覆冰内部存在大量毛细孔，当覆冰浸入水或油中时，毛细效应导致大量的液态水进入冰中，致使测得的覆冰体积偏小，密度偏大。根据定义，上述方法测得的实际为覆冰除去孔隙后的真实密度，而非想要得到的体积密度。为了解决这一问题，在用排液法测量覆冰体积之前，用聚乙烯胺乙烯酯膜将覆冰表面包覆，能够避免液体进入内部，但是由于绝缘子或导线表面覆冰形状不规则，覆膜难以均匀地包覆于覆冰表面，而且覆膜与冰之间的空隙也会使得测得的体积偏大，另外这种方法也不适合在野外操作。

发明内容

本发明提供了一阵准确度高、使用方便简单、适宜现场人员取样后就地测量的电网覆冰体积密度和孔隙率的测量方法。

本发明采用的技术方案是：一种电网覆冰体积密度和孔隙率的测量方法，包括以下步骤：

(1)取覆冰样品置于容器中，测量覆冰样品质量为m₁；

(2)从容器中取出覆冰样品，向容器中加入一定量水，测量水的质量为M₁；

(3)将覆冰样品放入容器中，使样品完全浸没于水中后，测量覆冰样品与水的质量为M₂；

(4)迅速将步骤(3)容器中的水倒出，测量此时覆冰样品质量为m₂；

(5)计算覆冰样品的真实体积V₂：

V₂＝(M₂-M₁)/ρ_液

式中：ρ_液为水的密度；

(6)计算覆冰样品包括毛细孔在内的体积V₁：

V₁＝V₂+(m₂-m₁)/ρ_液

(7)计算覆冰体积密度ρ_体：

ρ_体＝m₁/V₁

(8)计算覆冰样品的孔隙率P：

P＝1-V₂/V₁

所述步骤(1)～(4)中测量过程温度保持在0℃；所述步骤(2)～(4)中水的温度保持在0℃～0.5℃以内。

作为优选，所述步骤(1)～(4)测量过程在无风的环境中进行。

本发明的有益效果是：

(1)本发明计算得到的覆冰体积密度和孔隙率准确；

(2)本发明测量计算简单易行，适于现场观冰人员就地取样后测量。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

一种电网覆冰体积密度和孔隙率的测量方法，(1)取覆冰样品置于容器中，测量覆冰样品质量为m₁；

(2)从容器中取出覆冰样品，向容器中加入一定量水，测量水的质量为M₁；

(3)将覆冰样品放入容器中，使样品完全浸没于水中后，测量覆冰样品与水的质量为M₂；

(4)迅速将步骤(3)容器中的水倒出，测量此时覆冰样品质量为m₂；

(5)计算覆冰样品的真实体积V₂：

V₂＝(M₂-M₁)/ρ_液

式中：ρ_液为水的密度；

(6)计算覆冰样品包括毛细孔在内的体积V₁：