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一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法

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成果简介
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前景分析

成果名称：	一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法	关键字：		应用行业：	电力、热力生产和供应业
高新技术领域：	电能与电力	所在地：	河北省	知识产权类型：	发明专利
知识产权编号：	ZL201910045751	成果体现形式：	发明专利	成果属性：
成果所处阶段：		成果水平：	请选择...	研究形式：
学科分类：		战略新兴产业：	请选择...	课题来源：
第一完成单位名称：	华北电力大学（保定）	第一完成单位属性：		技术成熟度：
合作方式：	请选择...	交易价格(万)：	3.00	所属十强产业：

一种架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验方法，所述方法在门型绝缘架构的横梁上设置模拟横担，用复合绝缘子在模拟横担下部吊挂模拟导线，利用浸渍了鸟粪模拟液的织物条模拟下落的鸟粪，模拟鸟粪条吊挂在模拟横担下部并位于模拟导线上方，试验过程中用电压可调的高压电源给模拟导线加压，记录试验现象，最后对试验现象进行分析，完成架空输电线路鸟粪闪络事故的模拟试验。本发明用浸渍了鸟粪模拟液的织物条模拟不同下落模式的鸟粪，很好地解决了传统试验方法中鸟粪难以获得、鸟粪形态难以控制、金属丝/铁棒等效性差的问题。该方法操作简单，抗干扰能力强，适用范围广，可为认识鸟粪的闪络特性和机理并在此基础上提出击穿电压预测模型提供技术支持。

本发明用浸渍了鸟粪模拟液的织物条模拟不同下落模式的鸟粪，很好地解决了传统试验方法中鸟粪难以获得、鸟粪形态难以控制、金属丝/铁棒等效性差的问题。该方法操作简单，抗干扰能力强，适用范围广，可为认识鸟粪的闪络特性和机理并在此基础上提出击穿电压预测模型提供技术支持。

随着生态环境的好转和人们对鸟类保护意识的增强，鸟类数量不断增多，活动范围日益扩大。鸟类在输电线塔上筑巢、产卵、休息等一系列活动，都可能发生排便行为。鸟粪在重力作用下可大幅拉伸，形成具有一定导电率的固液混合物。鸟粪通道具有较好的导电性且长度较长，可短接输电线路的横担与导线、均压环之间的空气间隙。当鸟粪长度达到了一定值后，会诱发导线与横担之间的空气间隙放电甚至击穿。

近年来架空输电线路的鸟粪闪络事故已成为威胁电网安全稳定运行的重要因素。统计数据表明，2016年全国各地均有鸟害事故发生。330kV及以上输电线路鸟害跳闸共计56次，仅次于雷击，占总跳闸次数的14.7％。从电压等级来看，鸟害跳闸主要为交流500kV线路(28次)、330kV线路(3次)、750kV线路(1次)，直流±400kV线路(24次)。鸟害跳闸主要集中在500kV和±400kV线路上，跳闸次数之和占所有电压等级线路鸟害跳闸总数的92.9％。

目前国内外对鸟粪闪络的模拟试验进行了大量研究。南非学者对±500kV直流线路V型复合绝缘子鸟粪闪络进行过模拟试验，试验用不同长度和直径的铜制圆棒来模拟鸟粪下落通道，得出了V型复合绝缘子中心附近为高危区域的结论。河南电科院和华中科技大学用铜丝模拟大长度鸟粪下落情况，验证了鸟粪连通两极为最严重的短路事故，通过实验给出了110kV线路容易发生鸟粪击穿的区域。武汉大学和江西电科院用铁丝模拟鸟粪和异物下落的情况，分析了不同长度铁丝临近绝缘子串的放电机理，并通过间隙放电试验，结合三维有限元电场仿真，得出了220kV输电线路杆塔的鸟粪击穿风险区域。

鸟粪闪络故障本质上属于一种空气间隙的放电问题。鸟粪闪络与常规的空气间隙放电相比有其固有的部分特性。首先鸟粪通道具有良好的导电性，其次鸟粪在下落过程中可能会脱离横担，成为一个悬浮导体，在电场的作用下形成悬浮电位，对原有的电场造成畸变，进而影响到整个空气间隙的放电。另外鸟粪在下落过程中可能存在分段现象，这使得鸟粪闪络问题较为复杂。

由于架空输电线路的鸟粪闪络属于一种随机和小概率事件，且多发生在夜间，很难通过直接观察的方法来研究其鸟粪闪络特性，真实鸟粪下落不仅是一个连续的导电体，还可能出现分段现象。分段的鸟粪会显著改变空气间隙的电场分布，进而影响击穿电压。故若要研究鸟粪闪络故障，就需要对分段鸟粪的下落情况展开研究。目前工程中多采用人工模拟鸟粪法进行研究，但模拟鸟粪的形态、长度等参数很难控制，工程中只能研究在固定电压作用下的闪络概率，而难以研究闪络电压的具体数值。

因此寻求一种研究不同鸟粪下落形态下闪络电压变化特性的试验方法，对于认识鸟粪的闪络特性和机理并在此基础上提出击穿电压预测模型具有重要的现实意义。

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