[实用新型]一种高压输电线路火灾响应特性及理化性质损益实验平台

说明书

本实用新型涉及一种高压输电线路火灾响应特性及理化性质损益实验平台，包括火源发生与钢芯铝铝绞线耦合作用模块A、质量损失与热场数据采集模块B1、烟尘特性与成分分析模块B2、钢芯铝绞线表面状态及机械与电学性能表征模块B3、线路熔体采集与分析模块B4和计算机；其中，模块B1~4分别与模块A相连，将采集的各项数据储存至计算机。优点：系统探讨在山火非线性耦合传播过程与输电线路耦合作用下钢芯铝绞线受火前后机械性能、电学性能、成分相态的演变特性；精准把握输电线路受火受损特性及机理，揭示山火诱发高压输电线路跳闸的关键影响因素和行为序列，对智能电网高压输电中山火对高压输电线路的灾害作用模式、特性、机理和防范具有重要的工程意义。

技术领域

本实用新型是一种高压输电线路火灾响应特性及理化性质损益实验平台，属于智能电网输电环节中山火灾害防治技术领域。

背景技术

近几年来，全国范围内因山火诱发高压输电线路击穿放电而导致跳闸停电停运事故越来越多，甚至出现电网瓦解，严重威胁到电力系统的安全和可靠性。高压（35~220 kV）和超高压（330~750 kV）输电线路用钢芯铝绞线在山火的高温、强热、浓烟和烈焰综合作用下易于屈服、损益甚至折断，线路表面电荷分布受此发生改变，易诱发线路表面、火焰前沿、烟尘表面等临近区域发生畸变电场，相间或相地发生短路或与电离空气接驳而诱发跳闸。对山火前后输电导线的机械性能、应力形变、电学性能、成分相态、组织结构演变参数进行研究，有利于把握山火诱发输电线路击穿放电特性及机理，对输电线路山火防治具有重要的工程意义。

目前，该领域整体研究较为分散、定性、孤立，而高压输电线路实际运行或遭遇山火时，存在线路状态监控与诊断缺失等问题，线路受火和受热后，表面温度激增、弧垂增大、强度降低、熔融变形、熔断滴落、荷电失序、电阻增大及表面覆盖烟尘等问题凸显给输电线路山火灾害的研究带来新的议题。现有的实验装置一般侧重于山火诱发输电线路空气间隙击穿的研究，较少系统地探究山火前后高压及以上电压等级输电线路机械性能、电学性能和组织结构的演变属性，缺乏对山火非线性耦合传播过程与输电线路之间耦合作用机理界定及演化特性的表征。本实验装置系统地从山火非线性耦合传播过程与输电线路耦合作用下探讨钢芯铝绞线受火前后机械（断裂伸长量、拉伸强度、杨氏弹性模量）、应力形变（扭曲力、剪切力、弧垂）、电学性能（表面电阻、体积电阻率）、表面宏观和微观形貌与组织结构（微观结构、金相组织）演变特性及机理。

发明内容

本实用新型提出的是一种高压输电线路火灾响应特性及理化性质损益实验平台，其目的在于提供一种可以系统地探究钢芯铝绞线在高温、强热、浓烟和烈焰综合作用前后机械和电学性能及组织结构演变特性及机理，有利于模拟测定山火非线性耦合传播过程与输电线路之间耦合作用机理的界定及理化演化特性的表征。

本实用新型的技术解决方案：一种高压输电线路火灾响应特性及理化性质损益实验平台，包括火源发生与钢芯铝铝绞线耦合作用模块A、质量损失与热场数据采集模块B1、烟尘特性与成分分析模块B2、钢芯铝绞线表面状态及机械与电学性能表征模块B3、线路熔体采集与分析模块B4和计算机C；其中，所述火源发生与钢芯铝铝绞线耦合作用模块A的输出端分别于质量损失与热场数据采集模块B1、烟尘特性与成分分析模块B2、钢芯铝绞线表面状态及机械与电学性能表征模块B3、线路熔体采集与分析模块B4的输入端连接，质量损失与热场数据采集模块B1、烟尘特性与成分分析模块B2、钢芯铝绞线表面状态及机械与电学性能表征模块B3、线路熔体采集与分析模块B4的输出端分别与计算机C连接，将采集的各项数据储存至计算机。

本实用新型的有益效果：

（1）利用热电偶束与热流密度计对燃料床燃烧所产生的热流场进行测定，以模拟实际电网山火灾害发生时的山火火源热场状态。

（2）利用电容层析成像技术（ECT技术）来测试火焰中离子浓度，以探讨火焰离子化对钢芯铝铝绞线内部电荷赋存与转移的影响，进而探讨输电线路周围畸变电场与离子化火焰间的耦合关系。