一種在線運(yùn)行耐張線夾最大載流量的測(cè)試方法和測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐張線夾研究領(lǐng)域，特別涉及一種在線運(yùn)行耐張線夾最大載流量的測(cè) 試方法和測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的耐張線夾最大載流量都是利用發(fā)熱和散熱的熱平衡法推導(dǎo)出來的。這種 方法受環(huán)境影響大，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)很多，如環(huán)境溫度、風(fēng)速、日照強(qiáng)度、表面狀態(tài)海拔高度 等，還要根據(jù)當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度查出對(duì)應(yīng)的空氣的傳熱系數(shù)和動(dòng)態(tài)黏度等。傳統(tǒng)的熱平衡法 需要考慮的因素太多，計(jì)算也相當(dāng)繁瑣，不利于工作人員巡線、檢修等。而且耐張線夾的形 狀不規(guī)則，利用熱平衡法計(jì)算會(huì)造成很大的誤差。還有其他的諸如模擬熱核法、有限元法、 有限差分法等，由于缺少線夾在線運(yùn)行的參數(shù)（如線夾電阻），很難準(zhǔn)確得到在線運(yùn)行耐張 線夾的最大允許的載流量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種在線運(yùn)行耐張線夾 最大載流量的測(cè)試方法，該方法根據(jù)傳熱學(xué)理論構(gòu)建了包括耐張線夾表面溫度分布、環(huán)境 溫度、載流量、空氣熱阻、鋁的熱阻、電流流過各部分電阻的產(chǎn)熱功率等參數(shù)的耐張線夾三 維熱路模型，通過該模型可以準(zhǔn)確得到在線運(yùn)行耐張線夾最大允許的載流量。
[0004] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于實(shí)現(xiàn)上述測(cè)試方法的測(cè)試裝置。
[0005] 本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種在線運(yùn)行耐張線夾最大載流量的測(cè) 試方法，包括步驟：
[0006] (1)測(cè)量耐張線夾表面各測(cè)溫點(diǎn)的溫度分布、環(huán)境溫度、線夾兩端電壓、載流量；
[0007] (2)建立一熱路模型，在該熱路模型中，各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)之間視為存在一鋁的熱阻，同 時(shí)各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)之間還視為并聯(lián)一空氣熱阻；每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)上各有一個(gè)熱源，作為熱路模型的 熱源；
[0008] (3)計(jì)算所述熱路模型中各個(gè)鋁的熱阻和空氣熱阻的阻值，進(jìn)而得到每個(gè)鋁的熱 阻傳導(dǎo)的發(fā)熱功率和每個(gè)空氣熱阻散失的發(fā)熱功率，再根據(jù)載流量、傳導(dǎo)的發(fā)熱功率、散失 的發(fā)熱功率計(jì)算在線運(yùn)行時(shí)耐張線夾各部分的運(yùn)行電阻的阻值；
[0009] (4)根據(jù)所述熱路模型，通過已知的運(yùn)行電阻和環(huán)境溫度計(jì)算出在不同載流量的 情況下各測(cè)溫點(diǎn)的溫度，以架空導(dǎo)線不超過70°C和耐張線夾不超過80°C為約束條件，計(jì)算 出該耐張線夾最大的允許載流量。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，耐張線夾分為三段，分別為第一耐張管、引流板、第二耐 張管，在線測(cè)量耐張線夾表面的溫度分布時(shí)，選取五個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，第一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在距離耐張線 夾輸入端li(例如l〇cm)處的架空線處，第二個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在第一耐張管上，第三個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在 引流板上，第四個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在第二耐張管上，第五個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在距離耐張線夾輸出端1 5(例如 10cm)處的架空線處。
[0011] 更進(jìn)一步的，所述第二個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在第一耐張管靠近耐張線夾輸入端的一端，第三 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在引流板的中間位置，第四個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在第二耐張管靠近耐張線夾輸出端的一端。
[0012] 更進(jìn)一步的，所述步驟（2)中，建立的熱路模型如下：
[0013] 所述五個(gè)測(cè)溫點(diǎn)分別為S1、S2、S3、S4、S5，5個(gè)測(cè)溫點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)有5個(gè)空氣熱阻RE1、 RE2、RE3、RE4、RE5,Sl、S2之間串聯(lián)鋁的熱阻札，S2、S3之間串聯(lián)鋁的熱阻R2,S3、S4之間串聯(lián) 鋁的熱阻R3,S4、S5之間串聯(lián)鋁的熱阻R4;兩兩測(cè)溫點(diǎn)之間通過鋁的熱阻傳導(dǎo)發(fā)熱功率，分 別記為Q2、Q4、Q6、Q8;各測(cè)溫點(diǎn)通過空氣熱阻散失發(fā)熱功率，分別記為QpQ3、Q5、Q7、Q9;各測(cè) 溫點(diǎn)都分別有一個(gè)電阻發(fā)熱功率作為熱源，分別記為QspQs2、Qs3、Qs4、Qs5。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中，計(jì)算所述熱路模型中各個(gè)鋁的熱阻的阻值的公式如下：
[0019] 其中，12、13、14分別為第一耐張管、引流板、第二耐張管的長(zhǎng)度，k為鋁的熱導(dǎo)率， ^為架空線半徑，r2為耐張管的半徑；
[0020] 計(jì)算所述熱路模型中各個(gè)空氣熱阻的阻值的公式如下：
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
[0026] 其中，Rg= 指總的空氣熱阻，T_二T^Tz+^+T4-fTs；T。為環(huán)境溫度， VT2、T3、T4、T5分別為五個(gè)測(cè)溫點(diǎn)測(cè)得的溫度值，U為線夾兩端電壓，I表示載流量；
[0027] 然后，通過空氣熱阻散失的發(fā)熱功率仏、Q3、Q5、Q7、Q9，通過鋁的熱阻傳導(dǎo)的發(fā)熱功 率Q2、Q4、Q6、Q8，計(jì)算公式如下：
[0037] 最后，在線運(yùn)行時(shí)耐張線夾各部分的運(yùn)行電阻計(jì)算公式如下：
[0038]
[0039]
[0040]
[0041 ]
[0042]
[0043] 本發(fā)明將1:、12、13、1 4、15上的各個(gè)分布的空氣熱阻RE集中到各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行計(jì) 算。
[0044] 一種用于實(shí)現(xiàn)上述測(cè)試方法的測(cè)試裝置，包括紅外測(cè)溫儀、萬能表和計(jì)算機(jī)，所述 紅外測(cè)溫儀用于測(cè)量耐張線夾表面各測(cè)溫點(diǎn)的溫度、耐張線夾周圍環(huán)境溫度，所述萬能表 用于測(cè)量耐張線夾兩端電壓；所述紅外測(cè)溫儀、萬能表均分別與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)用于根 據(jù)上述測(cè)試方法計(jì)算出當(dāng)前在線運(yùn)行的耐張線夾允許的最大載流量。
[0045] 更進(jìn)一步的，所述計(jì)算機(jī)與供電局調(diào)度中心相連，用于將耐張線夾允許的最大載 流量發(fā)送到供電局調(diào)度中心，所述供電局調(diào)度中心控制高壓架空線通過的電流。
[0046] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0047] 本發(fā)明能夠通過測(cè)量耐張線夾表面的溫度分布、環(huán)境溫度和線夾兩端電壓來有效 地計(jì)算耐張線夾的電阻，最后，利用計(jì)算出的電阻推算出耐張線夾所允許最大載流量，供電 局調(diào)度中心可根據(jù)此計(jì)算值來控制高壓架空線通過的電流，從而保證運(yùn)行安全。具有操作 簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0048] 圖1是本實(shí)施例測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049] 圖2是本實(shí)施例中熱路模型圖。
[0050] 圖3是本實(shí)施例測(cè)試方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0052] 實(shí)施例1
[0053] 如圖1所示，本實(shí)施例一種在線運(yùn)行耐張線夾最大載流量的測(cè)試裝置包括紅外測(cè) 溫儀、萬能表和計(jì)算機(jī)，所述紅外測(cè)溫儀用于測(cè)量耐張線夾表面各測(cè)溫點(diǎn)的溫度、耐張線夾 周圍環(huán)境溫度，所述萬能表用于測(cè)量耐張線夾兩端電壓；所述紅外測(cè)溫儀、萬能表均分別與 計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)用于計(jì)算出當(dāng)前在線運(yùn)行的耐張線夾允許的最大載流量。計(jì)算機(jī)與供 電局調(diào)度中心相連，將耐張線夾允許的最大載流量發(fā)送到供電局調(diào)度中心，供電局調(diào)度中 心根據(jù)允許的最大載流量控制高壓架空線通過的電流。
[0054] 本實(shí)施例所述的測(cè)試方法做了如下假設(shè)：
[0055] 1、引流板、耐張管、長(zhǎng)度為