輸電線路覆冰舞動是國內(nèi)外電網(wǎng)面臨的共同難題。截至23年年底，國家電網(wǎng)有限公司運(yùn)營的110千伏及以上輸電線路總里程已超過122萬千米，線路走廊南北跨度大，沿途地形地貌復(fù)雜，氣候條件多變，覆冰區(qū)域廣闊、覆冰類型多樣。近年來，隨著極端氣候頻繁發(fā)生，覆冰區(qū)域不斷遷移擴(kuò)大，發(fā)生大范圍冰災(zāi)和線路舞動的可能性不斷增加。23年冬季至今年春季，我國連續(xù)遭受5輪雨雪冰凍災(zāi)害，引起的大范圍覆冰舞動故障嚴(yán)重影響我國電網(wǎng)保障。利用更新性科技手段預(yù)測、監(jiān)測、研判、處置輸電線路覆冰舞動災(zāi)害，是大電網(wǎng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行的重要技術(shù)保障。基礎(chǔ)理論突破提升防除冰動態(tài)仿真能力
脫冰跳躍是指當(dāng)環(huán)境溫度升高或風(fēng)載變化時(shí)，導(dǎo)線或地線上的覆冰突然脫落，導(dǎo)致輸電塔線耦聯(lián)體系產(chǎn)生沖擊載荷，進(jìn)而引起線路大幅振動和跳躍的現(xiàn)象。脫冰跳躍是導(dǎo)致覆冰線路事故的一種重要誘因，也是線路設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)必須要考慮的關(guān)鍵問題之一。因此，開展輸電塔線系統(tǒng)的脫冰動力響應(yīng)研究，對保障輸電線路的結(jié)構(gòu)可靠具有重要意義。
國網(wǎng)工研院在國際上第1次定義并提出了“誘發(fā)脫冰機(jī)理”及其數(shù)值模擬方法，獲國際大氣結(jié)構(gòu)物覆冰會議（IWAIS）特別報(bào)道。相關(guān)研究獲得了國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目等持續(xù)資助，攻克了真實(shí)條件下輸電線路脫冰和除冰過程模擬難題，顯著提高了以往輸電線路脫冰跳躍動力響應(yīng)的計(jì)算精度，為除冰裝置設(shè)計(jì)和除冰策略優(yōu)化提供了高效便捷工具。
一、基本原理（WBYD2000電調(diào)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品“變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)”全自動性能穩(wěn)定）
耐壓試驗(yàn)是利用電抗器的電感與被試品電容組成LC串聯(lián)回路，調(diào)節(jié)變頻電源輸出的電壓頻率，在被試品上獲得高電壓，是當(dāng)前高電壓試驗(yàn)的一種新方法，深受專家好評，在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的使用。
根據(jù)諧振原理，我們知道當(dāng)電抗器L的感抗值Xl與回路中的容抗值Xc相等時(shí)，回路達(dá)到諧振狀態(tài)，此時(shí)回路中僅回路電阻R消耗有功功率，而無功功率則在電抗器與試品電容之間來回振蕩，從而在試品上產(chǎn)生高壓。
二、系統(tǒng)構(gòu)成（WBYD2000電調(diào)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品“變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)”全自動性能穩(wěn)定）
全套試驗(yàn)系統(tǒng)由調(diào)頻電源主機(jī)、電抗器、分壓器、激勵(lì)變壓器和補(bǔ)償電容器（可選器件）組成，接入被試品后組成一個(gè)諧振系統(tǒng)進(jìn)行交流耐壓實(shí)驗(yàn)。
主機(jī)： 就是一臺幅值和頻率可調(diào)的正弦波交流調(diào)頻電源，給諧振回路提供激勵(lì)源，同時(shí)提供電壓顯示、電流顯示、計(jì)時(shí)、保護(hù)、報(bào)警等功能。
電抗器：就是一個(gè)大電感線圈，與被試品（相當(dāng)于電容）構(gòu)成回路，可配置電抗器多節(jié)電抗器，使用時(shí)通過不同的串聯(lián)、并聯(lián)組合、實(shí)現(xiàn)不同的電感量以適用不同的試驗(yàn)條件。
分壓器：內(nèi)部通過電容器分壓，從試品上高電壓分得低電壓供主機(jī)測量、控制使用。
勵(lì)磁變壓器：隔離主機(jī)電源與諧振回路電源，并升高主機(jī)的輸出電壓。
補(bǔ)償電容器：當(dāng)試品電容量很小時(shí)，如果要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)諧振可能要求的電源頻率超出試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，可在試品上并聯(lián)一個(gè)補(bǔ)償電容，以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)要求，稱此電容器為補(bǔ)償電容器。
三、主要技術(shù)性能（WBYD2000電調(diào)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品“變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)”全自動性能穩(wěn)定）
功率電源電壓：AC380V±10%、50Hz；
儀器電源：220V±10%、50Hz；
諧振輸出容量：200kVA；
儀器額定電壓：0～200kV；
輸出頻率范圍：30～300Hz；
輸出電壓波形：正弦波，波形畸變率＜0.5%；
頻率調(diào)節(jié)靈敏度：0.1Hz，不穩(wěn)定度≤0.05%；
系統(tǒng)噪聲：≤60db；
9、系統(tǒng)測量精度：＜1級；
10．輸出電壓不穩(wěn)定：＜0.5%；
11．保護(hù)響應(yīng)時(shí)間：1us；
12．電感非線性度：≤0.05%；；
13．滿功率輸出下,連續(xù)工作時(shí)間為60min
14．環(huán)境溫度：-15℃～+50℃；
15．相對濕度：≤90%RH；
16．海拔高度：≤2000米。
四、及部件名稱（WBYD2000電調(diào)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品“變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)”全自動性能穩(wěn)定）
五、操作步驟（WBYD2000電調(diào)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品“變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)”全自動性能穩(wěn)定）
1、正確連線，檢查無誤后方可送電。
必要時(shí)工作電源的跳過現(xiàn)場漏電保安器，以免不必要的跳閘。
2、打開電源開關(guān)，主機(jī)開始工作，液晶屏顯示版權(quán)頁，該頁標(biāo)明本裝置的軟件版本號。
觸按確認(rèn)鍵，進(jìn)入系統(tǒng)菜單，該主菜單下有：試驗(yàn)方案、開始試驗(yàn)、試驗(yàn)幫助、系統(tǒng)設(shè)置、實(shí)用工具和試驗(yàn)記錄等六個(gè)子菜單項(xiàng)。
3、 系統(tǒng)設(shè)置菜單下有電抗器電感、日期時(shí)間設(shè)置和采樣系數(shù)設(shè)置等三個(gè)子菜單項(xiàng)。按上下鍵，上下移動光標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置菜單項(xiàng)，觸按確定鈕后，進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置菜單，可以分別設(shè)定電抗器的電感—H、-年-月-日、-時(shí)-分-秒和電壓和電流的采樣系數(shù)也就是采樣倍率，設(shè)定完成后，觸按返還鍵返回上上等菜單。
電抗器電感量的設(shè)定：按確定鍵選擇到此項(xiàng)，按左右鍵移動光標(biāo)需要改變的數(shù)位，按上下鍵改變數(shù)值，達(dá)到所要達(dá)到的數(shù)值按確定鍵確認(rèn)。
日期時(shí)間的設(shè)定：按確定鍵選擇到此項(xiàng)，按左右鍵移動光標(biāo)需要改變的數(shù)位，按上下鍵改變數(shù)值，按照所要設(shè)置的年月日時(shí)間數(shù)值按確定鍵確認(rèn)。
采樣系數(shù)的設(shè)定：按確定鍵選擇到高壓/電流采樣系數(shù)項(xiàng)，此項(xiàng)為電壓或電流采樣倍率的設(shè)定。一般出廠前設(shè)定好了。如需修改，要輸入密碼。（密碼廠家與設(shè)備一起提供一般設(shè)定為：188888）
警告：系統(tǒng)默認(rèn)上一次電抗器電感、日期時(shí)間和采樣系數(shù)設(shè)定值。如果需改變要重新設(shè)定。電抗器電感量設(shè)定值與實(shí)際使用的電抗器電感量不對，會導(dǎo)致試驗(yàn)報(bào)告中的被試品電容量不準(zhǔn)。其他并不會影響。采樣系數(shù)設(shè)置不正確，會導(dǎo)致顯示電壓電流不準(zhǔn)將很有可能會對被試品或試驗(yàn)設(shè)備造成損壞。
4、試驗(yàn)方案菜單下有預(yù)置保護(hù)電流、找頻起始頻率、找頻結(jié)束頻率、預(yù)定起始功率四個(gè)子菜單項(xiàng)，分別設(shè)定本次試驗(yàn)的保護(hù)電流、找頻起始頻率、找頻結(jié)束頻率、輸出起始功率，全部設(shè)定完成后，觸按返還鍵進(jìn)入預(yù)置試驗(yàn)電壓和預(yù)置試驗(yàn)時(shí)間設(shè)置菜單。
可以分3段時(shí)間設(shè)置試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)時(shí)間, 實(shí)際試驗(yàn)時(shí),若設(shè)定為自動試驗(yàn), 裝置將按設(shè)定的3段電壓及時(shí)間,按順序分別加壓, 全部完成后自動退出.
如果第2段電壓設(shè)為0, 或時(shí)間設(shè)為0, 那么執(zhí)行完第1段試驗(yàn)電壓加壓后退出試驗(yàn), 只加壓第1段設(shè)定的電壓.
如果第三段電壓設(shè)為0, 或時(shí)間設(shè)為0, 不執(zhí)行第三段加壓.
試驗(yàn)方案設(shè)置的設(shè)定：在試驗(yàn)電壓項(xiàng)中，按確定單鈕，移動左右光標(biāo)到需要改變的數(shù)位，按上下單鈕以改變當(dāng)前數(shù)位的數(shù)值大小，觸按返回鈕完成當(dāng)前數(shù)位的數(shù)值設(shè)定，依次選擇下一項(xiàng)數(shù)值的設(shè)定，直至分別完成試驗(yàn)時(shí)間、起始頻率、起始功率的設(shè)置，方可完成本次試驗(yàn)的試驗(yàn)方案設(shè)置的設(shè)定。
出廠默認(rèn)值：試驗(yàn)電壓 20kV、加壓時(shí)間 2min、激勵(lì)強(qiáng)度 2%、輸出電流20A、頻率范圍30-300Hz。
5、實(shí)用工具菜單下有
頻率計(jì)算：在實(shí)驗(yàn)前可對諧振頻率進(jìn)行計(jì)算。只需輸入具體參與試驗(yàn)的電感、電容值并按確定鍵試驗(yàn)頻率即直接生成。
6、開始試驗(yàn)菜單下有自動試驗(yàn)?zāi)Ｊ胶褪謩釉囼?yàn)?zāi)Ｊ絻煞N子菜單可供選擇。
按確認(rèn)鍵進(jìn)入所選試驗(yàn)步驟.
自動試驗(yàn)?zāi)Ｊ降牟僮鳎哼x中自動試驗(yàn)?zāi)Ｊ胶螅|按菜單鈕進(jìn)入正在自動尋找諧振點(diǎn)菜單項(xiàng)，裝置在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)自動尋找諧振點(diǎn)（如果被試品電容C和電抗器電感L的實(shí)際諧振頻率不在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)，將找不到諧振點(diǎn)，此時(shí)根據(jù)需要調(diào)整頻率范圍或調(diào)整被試品回路的LC參數(shù)）。當(dāng)找到諧振點(diǎn)時(shí)，會有聲音提示。
找到諧振點(diǎn)后，裝置自動進(jìn)入正在自動升壓菜單項(xiàng)，當(dāng)升到試驗(yàn)電壓設(shè)定的電壓時(shí)，裝置停止加壓。
當(dāng)裝置升到試驗(yàn)電壓設(shè)定的電壓時(shí)，設(shè)備停止加壓，自動進(jìn)入正在加壓試驗(yàn)菜單項(xiàng)，并自動記錄試驗(yàn)的加壓時(shí)間，當(dāng)加壓時(shí)間到達(dá)設(shè)定時(shí)間時(shí)，設(shè)備逐步降壓退出試驗(yàn)，完成本次試驗(yàn)，進(jìn)入試驗(yàn)結(jié)束菜單項(xiàng)。并可選擇保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)或打印試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
試驗(yàn)時(shí)間的一行顯示末端,會顯示[一段]或[二段]或[三段]字樣,表示當(dāng)前正在進(jìn)行的加壓試驗(yàn)是預(yù)置的一段,二段或三段.
手動試驗(yàn)?zāi)Ｊ降牟僮鳎哼x中手動試驗(yàn)?zāi)Ｊ胶笥|按確定鈕，進(jìn)入正在試驗(yàn)菜單項(xiàng)；手動按調(diào)頻鈕，對應(yīng)的光標(biāo)隨之改變到輸出頻率項(xiàng)，可以通過上下左右鍵改變頻率大小使其試驗(yàn)電壓逐步升高，當(dāng)升到*高電壓時(shí)，繼續(xù)向上或向下調(diào)整頻率按鈕，直至試驗(yàn)電壓開始下降；這時(shí)反調(diào)頻率，試驗(yàn)電壓又逐步回升，上下回調(diào)頻率，從頻率的高位到低位逐位調(diào)整*高電壓值時(shí)的頻率就是當(dāng)前的諧振頻率。
找到諧振點(diǎn)后，手動按電壓鈕，光標(biāo)到了輸出功率，隨之按上下鍵增加輸出功率，試驗(yàn)電壓也逐步升高，當(dāng)升到試驗(yàn)電壓設(shè)定電壓值時(shí)，裝置停止加壓，并有屏幕顯示提示和聲音提示；自動進(jìn)入正在加壓試驗(yàn)菜單項(xiàng)，并自動記錄試驗(yàn)的加壓時(shí)間，當(dāng)?shù)竭_(dá)加壓時(shí)間設(shè)定時(shí)間時(shí)，設(shè)備逐步降壓退出試驗(yàn)，完成本次試驗(yàn)，進(jìn)入試驗(yàn)結(jié)束菜單項(xiàng)。
注意：在調(diào)節(jié)頻率調(diào)整鈕的過程中，觸按左右鈕，可以改變頻率調(diào)節(jié)的速度實(shí)現(xiàn)粗細(xì)調(diào)的切換。在調(diào)節(jié)電壓調(diào)整鈕的過程中，向下觸按左右鈕，可以改變電壓的升降的速度實(shí)現(xiàn)粗細(xì)調(diào)的切換。觸按調(diào)頻、調(diào)壓鈕，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻與調(diào)壓間的切換。
7、進(jìn)入試驗(yàn)記錄查詢菜單項(xiàng)，查詢以往和當(dāng)前試驗(yàn)數(shù)據(jù)。選擇上下鍵翻看前一組數(shù)據(jù)后一組數(shù)據(jù)；選擇左右鍵可選擇打印或刪除當(dāng)前頁的內(nèi)容。
125/456為試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫指針，分子是試驗(yàn)數(shù)據(jù)的在數(shù)據(jù)庫的順序數(shù)，分母是當(dāng)前的數(shù)據(jù)總數(shù)，可儲存999組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
8、裝置和試驗(yàn)狀態(tài)菜單提示：設(shè)備的使用和升壓和耐壓試驗(yàn)過程中，如果出現(xiàn)影響試驗(yàn)設(shè)備、被試驗(yàn)設(shè)備以及操作人的保障情況，設(shè)備可能出現(xiàn)自動保護(hù)轉(zhuǎn)臺，并在屏幕有相應(yīng)的提示。
不能諧振：如果諧振點(diǎn)不在諧振頻率設(shè)置的范圍內(nèi)；系統(tǒng)連線不正確等現(xiàn)象，裝置將找不到諧振點(diǎn)，這時(shí)裝置和試驗(yàn)狀態(tài)菜單中的不能諧振項(xiàng)被反白并閃爍。
輸出保護(hù)：如果裝置的電源輸出電流大于輸出保護(hù)設(shè)定的電流值，裝置自動保護(hù)，這時(shí)裝置和試驗(yàn)狀態(tài)菜單中的輸出保護(hù)項(xiàng)被反白并閃爍。
試驗(yàn)中止：如果在試驗(yàn)升壓或加壓過程出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，裝置自動保護(hù)，這時(shí)裝置和試驗(yàn)狀態(tài)菜單中的輸出保護(hù)項(xiàng)被反白并閃爍。
9、試驗(yàn)幫助內(nèi)容包括五大項(xiàng)分別為：1.版本信息2.接線示意3.使用說明4.常見問題5.參考資料.如常見問題FAQ分五幅畫面顯示、各種被試品電力電纜、變壓器、發(fā)電機(jī)電容參數(shù)的查詢：
接線示意圖：
10、設(shè)備出廠參數(shù)設(shè)置是生產(chǎn)廠家的出廠設(shè)置參術(shù)和校驗(yàn)參數(shù)，不適當(dāng)?shù)脑O(shè)置和修改會影響設(shè)備性能和高壓試驗(yàn)的可靠性，未經(jīng)廠家授權(quán)密碼，無法修改。
警告：正常試驗(yàn)狀態(tài)下，按返回鍵即可中止試驗(yàn)。中止或結(jié)束試驗(yàn)后，應(yīng)分離刀閘切斷電源。在升壓或加壓過程中，非緊急情況，不要按下急停鍵。
超/特高壓等電網(wǎng)骨干輸電線路普遍采用多分裂導(dǎo)線。與單導(dǎo)線相比，多分裂導(dǎo)線更易受誘發(fā)脫冰效應(yīng)影響，且由于受其特有的垂向脫冰與扭轉(zhuǎn)脫冰的耦合、子導(dǎo)線不均勻覆冰、間隔棒布置方案等因素的聯(lián)合影響，使其誘發(fā)脫冰效應(yīng)，且脫冰后的動力響應(yīng)也呈現(xiàn)出更為復(fù)雜和獨(dú)特的非線性時(shí)變特性。國網(wǎng)工研院提出了多分裂導(dǎo)線大尺寸脫冰跳躍試驗(yàn)和測試方法，搭建了單檔150米八分裂特高壓導(dǎo)線不均勻覆冰和脫冰全尺寸試驗(yàn)平臺，試驗(yàn)研究了多分裂導(dǎo)線脫冰跳躍特性。同時(shí)，該院利用某500千伏連續(xù)3檔真型線路，開展了連續(xù)檔多分裂導(dǎo)線的脫冰試驗(yàn)，獲取了塔線耦合動態(tài)響應(yīng)特性，有效支撐基礎(chǔ)理論研究。冰害監(jiān)測處置技術(shù)破解自動除冰難題
在輸電線路冰害監(jiān)測方面，針對地理的氣象環(huán)境惡劣地區(qū)監(jiān)測裝置信號傳輸困難、供電可靠性不足的問題，國網(wǎng)工研院研發(fā)了分立式分布式高效融合的多參量、高精度、點(diǎn)線共測光纖傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用線路自身的地線復(fù)合光纜（OPGW）中的光纖實(shí)現(xiàn)對整條線路的狀態(tài)監(jiān)測，建立了光纖傳感監(jiān)測參量與線路本體狀態(tài)及環(huán)境參量的映射關(guān)系，為輸電線路覆冰廣域高精度監(jiān)測提供了技術(shù)保障。其中，安裝于500千伏強(qiáng)明/強(qiáng)州線的輸電線路光纖監(jiān)測系統(tǒng)成功監(jiān)測到了今年2月雨雪冰凍過程和強(qiáng)明線OPGW覆冰過載斷線故障，為線路運(yùn)維和故障分析提供了有力支撐。
在輸電線路除冰技術(shù)方面，雖然以往已經(jīng)嘗試過人工敲擊除冰、空包彈振動除冰、無人機(jī)攜帶絕緣棒沖擊除冰和機(jī)器人除冰等技術(shù)方案，但是以上除冰方法均需要人員到達(dá)現(xiàn)場。當(dāng)遇到嚴(yán)重覆冰難以抵達(dá)除冰塔位，或者對于新疆、青海、西藏等冬季存在大面積封山區(qū)域，人員無法進(jìn)入的情況時(shí)，上述除冰方法均難以發(fā)揮作用。此外，目前的除冰裝置對于雨凇、霧凇、混合凇等不同類型覆冰的物理特性和除冰機(jī)理的研究尚比較匱乏，除冰裝置參數(shù)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)不足。針對上述問題，國網(wǎng)工研院通過研究不同類型覆冰的力學(xué)特性和斷裂準(zhǔn)則，基于提出的誘發(fā)脫冰模擬方法，研發(fā)了新型機(jī)械除冰技術(shù)。該技術(shù)無需人員干預(yù)，能夠在大范圍、長時(shí)間的雨雪冰凍惡劣環(huán)境下長期駐線，自行俘獲能量，并對輸電線路覆冰增長情況進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對輸電線覆冰全自動、高效、可靠去除，保障極端條件下的線路運(yùn)行可靠。新型防舞裝置提升舞動災(zāi)害應(yīng)對技術(shù)水平。
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