CN111007344A - 一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法 - Google Patents

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李德栓
耿进锋
姚德贵
潘勇
时洪飞
肖寒
史晨昱
马磊
赵理
李红英
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Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，包括试验回路准备、加载电流、最大电流试载、通过在线监测设备实时记录试验过程中的数据、绘制导线温度—弧垂曲线图和导线电流—弧垂曲线图、弧垂异常的点处理以及重复试验；采用本方法可对碳纤维复合芯导线在交流和直流电流的加载情况下的导线电流、温度及弧垂变化趋势进行对比，利用在线监测设备对导线的电流、温度、弧垂以及外界环境气象进行监测，试验因素全面，试验结果更加精确，采用全球移动通信***通信网络，并通过通用无线分组方式将监测数据上传至监测主站，数据的传输和统计便捷高效，智能化程度高。

Description

一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法
技术领域
本发明涉及一种导电线的试验方法，具体是一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法。
背景技术
碳纤维复合芯导线是以碳纤维复合材料芯为加强芯的新型导线。具有耐高温、大容量、低弧垂、低损耗、重量轻等显著特点，能够替代传统的钢芯铝绞线。
目前国内运行中的碳纤维复合芯导线的线路有近千余条，涉及电压等级35kV～500kV。但对该导线在线路中的实际运行状况没有进行***的跟踪研究。其优异的性能在实际输电线路的没有的得到验证总结。
传统的导线性能监测方法往往方式较为粗犷，并未对各个可能影响监测结果的细微因素进行采集考虑，导致试验结果精准度不高，而且较多的监测因素也不便于采集和收集传输，采集难度大。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，包括如下步骤：
步骤一，试验回路准备，将碳纤维复合芯导线和钢芯铝绞线作为一个试验回路；档距设置为200米，采用大电流发生器作为电源；
步骤二，加载电流，向试验回路中加载电流，逐步加载电流并实时记录导线温度和弧垂，当导线温度达到整数倍时，保持加载电流不变，保持10分钟；
步骤三，最大电流试载，根据大电流发生器的实际输出电流，确定加载的最大的电流，记录此时导线的最大温度和弧垂；
步骤四，试验结束后，将电流降至0，通过在线监测设备实时记录试验过程中的数据；
步骤五，数据处理，根据在线监测设备提供的实时数据，绘制导线温度—弧垂曲线图和导线电流—弧垂曲线图；
步骤五，弧垂异常的点处理，将由于风及其他外界作用，导致在线监测设备产生扭转处进行数据人工处理；
步骤六，重复试验，测试不同批次的导线，同时记录试验数据并处理，对比不同批次导线的实验数据，取平均值。
作为本发明进一步的方案：所述步骤二中，加载电流前测量并记录环境温度、风速、日照、导线初始温度和弧垂。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤四中，在线监测设备包括用于检测导线弧垂特性的电流测试装置、温度测试装置、弧垂测试装置和微气象装置。
作为本发明再进一步的方案：所述电流测试装置安装在对比参考导线上，温度测试装置为两个，分别安装在参考导线和试验导线上，弧垂测试装置为两个，分别安装在参考导线和试验导线中间，微气象装置为一个，安装在导线杆塔上。
作为本发明再进一步的方案：所述弧垂测试装置采用激光测距仪，检测导线在相邻两杆塔之间的垂直度和弯曲弧度。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤一中，大电流发生器采用类型可变的额定供电电流发生器，二相二线380V±5%，1800A电源设备，包括交流负载电流3KA，允许过载能力1.1倍，交流负载电压180V，调压范围10%-105%；和直流负载电流3KA，允许过载能力1.1倍，直流负载电压180V，调压范围10%-105%。
作为本发明再进一步的方案：所述在线监测设备采用全球移动通信***通信网络，并通过通用无线分组方式将监测数据上传至监测主站。
采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：采用本方法可对碳纤维复合芯导线在交流和直流电流的加载情况下的导线电流、温度及弧垂变化趋势进行对比，利用在线监测设备对导线的电流、温度、弧垂以及外界环境气象进行监测，试验因素全面，试验结果更加精确，采用全球移动通信***通信网络，并通过通用无线分组方式将监测数据上传至监测主站，数据的传输和统计便捷高效，智能化程度高。
附图说明
图1为碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1，本发明实施例中，一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，包括如下步骤：
步骤一，试验回路准备，将碳纤维复合芯导线和钢芯铝绞线作为一个试验回路；档距设置为200米，采用大电流发生器作为电源；
其中，碳纤维复合芯导线和钢芯铝绞线中，碳纤维软铝绞线的技术参数如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
碳纤维复合芯导线和钢芯铝绞线中，钢芯铝绞线的技术参数如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
步骤二，加载电流，向试验回路中加载电流，根据环境条件计算出导线加载计算载流量参考值，逐步加载电流并实时记录导线温度和弧垂，当导线温度达到整数倍时，保持加载电流不变，保持10分钟；
步骤三，最大电流试载，根据大电流发生器的实际输出电流，确定加载的最大的电流，记录此时导线的最大温度和弧垂；
步骤四，试验结束后，将电流降至0，通过在线监测设备实时记录试验过程中的数据；
步骤五，数据处理，根据在线监测设备提供的实时数据，绘制导线温度—弧垂曲线图和导线电流—弧垂曲线图；
步骤五，弧垂异常的点处理，测试过程中，导线由于风及其他外界作用，会导致在线监测设备产生扭转，进而影响实际的弧垂，需要进行数据的人工处理；
步骤六，重复试验，测试不同批次的导线，同时记录试验数据并处理，对比不同批次导线的实验数据，取平均值。
在本发明的一个实施例中，所述步骤二中，加载电流前测量并记录环境温度、风速、日照、导线初始温度和弧垂。
在本发明的另一个实施例中，所述步骤四中，在线监测设备包括用于检测导线弧垂特性的电流测试装置、温度测试装置、弧垂测试装置和微气象装置。
在本发明的又一个实施例中，所述电流测试装置安装在对比参考导线上，温度测试装置为两个，分别安装在参考导线和试验导线上，弧垂测试装置为两个，分别安装在参考导线和试验导线中间，微气象装置为一个，安装在导线杆塔上。
在本发明的又一个实施例中，所述弧垂测试装置采用激光测距仪，检测导线在相邻两杆塔之间的垂直度和弯曲弧度。
在本发明的又一个实施例中，所述步骤一中，大电流发生器采用类型可变的额定供电电流发生器，二相二线380V±5%，1800A电源设备，包括交流负载电流3KA，允许过载能力1.1倍，交流负载电压180V，调压范围10%-105%，最小分辨率2V，升降压时间小于60秒；和直流负载电流3KA，允许过载能力1.1倍，直流负载电压180V，调压范围10%-105%，最小分辨率2V，升降压时间小于60秒。
在本发明的又一个实施例中，由于本项目安装的在线监测设备种类多，位置分布比较广，因此各个所述在线监测设备采用全球移动通信***通信网络，并通过通用无线分组方式将监测数据上传至监测主站。
本次试验的电流装置、温度装置、微气象装置、弧垂装置在测试过程均正常工作，确保了测试的正常进行。由于弧垂测试原理为激光测距，其测试准确度取决于测试装置与地面的垂直度，而测试装置安装在导线上，导线由于风的作用，产生风偏，进而导致测试装置发生偏移，测试的弧垂数据离散型很大。但是可以看出弧垂的变化趋势和极大小值，这对导线弧垂预警是有意义的。
从两种不同类型的导线电流、温度及弧垂变化趋势对比可知，电流增大，导线温度一般也升高，进而导致导线弧垂变大，反之亦然。但是电流过小，对导线的温度影响也不大，进而对导线弧垂影响也不大。
导线温度不仅取决于导线电流，也取决于环境风速。风速越大，因电流增加为引起的温度变化不明显。
导线弧垂主要取决于导线温度，但也受风速的影响，风速越大，影响越大。
碳纤维复合芯导线所承受电流接近设计额定电流，但其温度没有达到设计额定温度，其弧垂满足设计要求。
采用本方法可对碳纤维复合芯导线在交流和直流电流的加载情况下的导线电流、温度及弧垂变化趋势进行对比，利用在线监测设备对导线的电流、温度、弧垂以及外界环境气象进行监测，试验因素全面，试验结果更加精确，采用全球移动通信***通信网络，并通过通用无线分组方式将监测数据上传至监测主站，数据的传输和统计便捷高效，智能化程度高。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (7)

1.一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，试验回路准备，将碳纤维复合芯导线和钢芯铝绞线作为一个试验回路；档距设置为200米，采用大电流发生器作为电源；
步骤二，加载电流，向试验回路中加载电流，逐步加载电流并实时记录导线温度和弧垂，当导线温度达到整数倍时，保持加载电流不变，保持10分钟；
步骤三，最大电流试载，根据大电流发生器的实际输出电流，确定加载的最大的电流，记录此时导线的最大温度和弧垂；
步骤四，试验结束后，将电流降至0，通过在线监测设备实时记录试验过程中的数据；
步骤五，数据处理，根据在线监测设备提供的实时数据，绘制导线温度—弧垂曲线图和导线电流—弧垂曲线图；
步骤五，弧垂异常的点处理，将由于风及其他外界作用，导致在线监测设备产生扭转处进行数据人工处理；
步骤六，重复试验，测试不同批次的导线，同时记录试验数据并处理，对比不同批次导线的实验数据，取平均值。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，其特征在于，所述步骤二中，加载电流前测量并记录环境温度、风速、日照、导线初始温度和弧垂。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，其特征在于，所述步骤四中，在线监测设备包括用于检测导线弧垂特性的电流测试装置、温度测试装置、弧垂测试装置和微气象装置。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，其特征在于，所述电流测试装置安装在对比参考导线上，温度测试装置为两个，分别安装在参考导线和试验导线上，弧垂测试装置为两个，分别安装在参考导线和试验导线中间，微气象装置为一个，安装在导线杆塔上。
5.根据权利要求3所述的一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，其特征在于，所述弧垂测试装置采用激光测距仪，检测导线在相邻两杆塔之间的垂直度和弯曲弧度。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，其特征在于，所述步骤一中，大电流发生器采用类型可变的额定供电电流发生器，二相二线380V±5%，1800A电源设备，包括交流负载电流3KA，允许过载能力1.1倍，交流负载电压180V，调压范围10%-105%；和直流负载电流3KA，允许过载能力1.1倍，直流负载电压180V，调压范围10%-105%。
7.根据权利要求3所述的一种碳纤维复合芯导线大电路负荷试验方法，其特征在于，所述在线监测设备采用全球移动通信***通信网络，并通过通用无线分组方式将监测数据上传至监测主站。
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