用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置的制作方法

1.本发明涉及输电线路山火跳闸机理技术领域，特别是涉及一种用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置。


背景技术：

2.在特高压远距离输电线路的大规模建设下，越来越多的架空输电线路不可避免地穿越植被茂盛的山林地带。而近年来随着气候变化以及人为活动的影响下山火频发，植被燃烧火焰产生的高温使得周围环境温度急速上升，进而导致空气密度降低，同时火焰高度上升到一定程度会完全桥接整个线路对地间隙。此外，植被燃烧过程会产生相当浓度的带电粒子以及大量碱金属、碱土金属，进而导致输电线路对地间隙的绝缘性能大大削减，因此极易引发输电线路跳闸事故，且重合闸成功率低。
3.许多国内外学者针对山火条件下架空输电线路间隙的击穿特性以及跳闸机理开展了大量研究，就植被类型、火焰温度、风速、坡度以及火焰桥接比例等因素进行了不同尺度的模拟试验，但间隙距离普遍较短，所获试验结论还能为工程实际提供更为有效的指导。目前的山火模拟试验中所采用植被多以木垛堆叠形式。而以木垛堆叠形式的植被的树冠形态与真实植被的树冠形态存在一定差异，使得所获试验结论的准确性较低。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对目前的山火模拟试验中所获试验结论的准确性较低的问题，提供一种用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置。
5.其技术方案如下：
6.一方面，提供了一种用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，包括：
7.导电座，所述导电座的顶部设有导电柱；及
8.第一导电件及第二导电件，所述第一导电件与所述第二导电件间隔套设于所述导电柱的外侧壁。
9.上述实施例中的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，使用时，将植被燃烧试验装置对应安装在输电线路的下方后，再根据所要模拟的树冠形状向第一导电件与第二导电件之间的间隙填充木垛块和植被枝叶，以达到与木垛火试验组下同等体积条件，使得植被燃烧试验装置能够模拟真实植被的树冠形态，进而更好地模拟树冠形态植被的燃烧过程，更准确地模拟树冠火条件下导线间隙击穿过程和放电特性影响，为建立山火条件下架空输电线路风险评估提供更加准确的参考数据。
10.下面进一步对技术方案进行说明：
11.在其中一个实施例中，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括第三导电件，所述第三导电件套设于所述导电柱的外侧壁，所述第一导电件、所述第二导电件及所述第三导电件均沿远离所述导电座的方向依次间隔设置。
12.在其中一个实施例中，所述导电柱的外径沿远离所述导电座的方向趋于减小。
13.在其中一个实施例中，所述第一导电件靠近所述导电柱的一端与所述第二导电件靠近所述导电柱的一端的间距设置为第一间距，所述第二导电件靠近所述导电柱的一端与所述第三导电件靠近所述导电柱的一端的间距设置为第二间距，所述第一间距与所述第二间距相同。
14.在其中一个实施例中，所述第一导电件、所述第二导电件及所述第三导电件中的至少一个包括至少两个导电骨架，各个所述导电骨架绕所述导电柱的轴线间隔设置，所述导电骨架包括连接端及自由端，所述连接端与所述导电柱转动连接，使得所述连接端能够带动所述自由端在竖直平面内往复移动。
15.在其中一个实施例中，所述第一导电件、所述第二导电件及所述第三导电件中的至少一个还包括导电环，所述导电环套设于所述导电柱的外侧壁，各个所述连接端均与所述导电环对应转动连接。
16.在其中一个实施例中，所述第一导电件、所述第二导电件及所述第三导电件中的至少一个还包括柔性连接件，所述柔性连接件沿所述导电柱的周向方向设置，并与各个所述导电骨架均连接。
17.在其中一个实施例中，所述导电骨架与所述导电柱的轴线呈夹角设置，且所述自由端位于所述连接端的上方。
18.在其中一个实施例中，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括第一支撑件，所述第一支撑件的两端分别与所述导电座及所述第一导电件远离所述导电柱的一端对应连接；
19.和/或，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括第二支撑件，所述第二支撑件的两端分别与所述第一导电件远离所述导电柱的一端及所述第二导电件远离所述导电柱的一端对应连接；
20.和/或，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括第三支撑件，所述第三支撑件的两端分别与所述第二导电件远离所述导电柱的一端连接及所述第三导电件远离所述导电柱的一端连接。
21.在其中一个实施例中，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括隔热件，所述隔热件设置于所述导电座的底部。
附图说明
22.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
23.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为一个用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置的结构示意图。
25.图2为另一个用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置的结构示意图。
26.附图标记说明：
27.10、植被燃烧试验装置；100、导电座；110、导电柱；200、第一导电件；210、导电骨
架；211、连接端；212、自由端；220、导电环；230、柔性连接件；300、第二导电件；400、第三导电件；510、第一支撑件；520、第二支撑件；530、第三支撑件；600、隔热件；700、输电线路；800、地面。
具体实施方式
28.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
29.针对目前的山火模拟试验中所获试验结论的准确性较低的问题，发明人经研究测试发现，目前的山火模拟试验中所采用植被多以木垛堆叠形式，鲜有选取树冠形态植被而开展研究。选用树冠形态植被更加贴近输电线路运行环境下方的真实树木，同时树冠形态的差异化对于山火条件下输电线路间隙场强也存在一定的畸变效应，对于其放电特性和电场分布具有不可忽视的影响。基于此，为了更好地模拟树冠形态植被的燃烧过程，设计提出了本技术各实施例的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置10以解决上述的技术问题。
30.如图1及图2所示，在一个实施例中，提供了一种用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置10，包括导电座100、第一导电件200及第二导电件300。其中，导电座100的顶部设有导电柱110；第一导电件200与第二导电件300间隔套设于导电柱110的外侧壁。
31.上述实施例中的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置10，使用时，将植被燃烧试验装置10对应安装在输电线路700的下方后，再根据所要模拟的树冠形状向第一导电件200与第二导电件300之间的间隙填充木垛块和植被枝叶，以达到与木垛火试验组下同等体积条件，使得植被燃烧试验装置10能够模拟真实植被的树冠形态，进而更好地模拟树冠形态植被的燃烧过程，更准确地模拟树冠火条件下导线间隙击穿过程和放电特性影响，为建立山火条件下架空输电线路700风险评估提供更加准确的参考数据。
32.如图1及图2所示，进一步地，用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置10还包括第三导电件400，第三导电件400套设于导电柱110的外侧壁，第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400均沿远离导电座100的方向依次间隔设置。如此，通过调整第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400的外径尺寸，并向第一导电件200与第二导电件300之间的间隙、及第一导电件200与第二导电件300之间的间隙填充木垛块和植被枝叶，可实现模拟树冠植被垛，并与同体积堆叠木垛块形成对照，以便开展不同植被类型及不同火焰类型的模拟山火间隙放电试验，提高了植被燃烧试验装置10的实用性。
33.其中，第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400均可以为导电网、导电架或其他能够承载充木垛块和植被枝叶的导电结构。具体到本实施例中，导电座100设置为板电极，导电柱110设置为铁柱，第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400均设置为可折叠的伞状铁网，第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400均采用直接套合组装的方式间隔套设在铁柱上。如此，铁柱与第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400之间均可拆卸，便于植被燃烧试验装置10的收纳和清洁。
34.具体到本实施例中，不同火焰类型的模拟山火间隙放电试验中，木垛火采用1m
×
1m
×
0.6m尺寸。
35.具体到本实施中，当需要模拟金字塔形(例如松树树冠)或圆锥形(杉树树冠)树冠时，对应调整第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400的外径，使得第一导电件200的外径、第二导电件300的外径及第三导电件400的外径依次递减。当需要模拟椭圆形树冠时，对应调整第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400的外径，使得第一导电件200的外径与第三导电件400的外径相等，第二导电件300的外径调整至最大外径，且第一导电件200的外径与第三导电件400的外径均小于第二导电件300的外径。
36.如图1及图2所示，可选地，导电柱110的外径沿远离导电座100的方向趋于减小。第一导电件200的内径、第二导电件300的内径及第三导电件400的内径均与导电柱110的外径相适配，使得第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400均能够快速、准确的套设在导电柱110的对应位置，提高了植被燃烧试验装置10的便利性。
37.其中，导电柱110的外径沿远离导电座100的方向趋于减小，可以为导电柱110的外径沿远离导电座100的方向呈线性趋于减小，例如导电柱110的外侧壁设置为平面，可以为导电柱110的外径沿远离导电座100的方向呈非线性趋于减小，例如导电柱110的外侧壁设置为弧面。
38.如图1及图2所示，可选地，第一导电件200靠近导电柱110的一端与第二导电件300靠近导电柱110的一端的间距设置为第一间距，第二导电件300靠近导电柱110的一端与第三导电件400靠近导电柱110的一端的间距设置为第二间距，第一间距与第二间距相同。如此，第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400能够稳定、可靠的承载木垛块和植被枝叶，提高了植被燃烧试验装置10的可靠性。
39.具体到本实施例中，为保证与木垛火的树冠体积一致，导电柱110的高度设置为0.6m，第一导电件200靠近导电柱110的一端与导电座100之间的间距为0.15m，第一间距及第二间距均为0.15m。
40.如图1及图2，在一个实施例中，第一导电件200包括至少两个导电骨架210，各个导电骨架210绕导电柱110的轴线间隔设置，导电骨架210包括连接端211及自由端212，连接端211与导电柱110转动连接，使得连接端211能够带动自由端212在竖直平面内往复移动。如此，当需要增加第一导电件200的外径时，驱动导电骨架210在竖直平面内移动，使得导电骨架210的自由端212向远离导电柱110的方向移动以增大第一导电件200的外径。同理，当需要减小第一导电件200的外径时，驱动导电骨架210在竖直平面内移动，使得导电骨架210的自由端212向靠近导电柱110的方向移动以减小第一导电件200的外径，进而使得植被燃烧试验装置10能够模拟不同树冠形状的植被，提高了植被燃烧试验装置10的实用性。
41.其中，导电骨架210沿导电柱110的径向方向延伸。自由端212是指导电骨架210远离导电柱110且可在竖直平面内移动的一端。具体到本实施例中，导电骨架210的最大可调半径为0.5m。
42.如图1及图2，可选地，第二导电件300包括至少两个导电骨架210，各个导电骨架210绕导电柱110的轴线间隔设置，导电骨架210包括连接端211及自由端212，连接端211与导电柱110转动连接，使得连接端211能够带动自由端212在竖直平面内往复移动。如此，当需要增加第二导电件300的外径时，驱动导电骨架210在竖直平面内移动，使得导电骨架210的自由端212向远离导电柱110的方向移动以增大第二导电件300的外径。同理，当需要减小第二导电件300的外径时，驱动导电骨架210在竖直平面内移动，使得导电骨架210的自由端
212向靠近导电柱110的方向移动以减小第二导电件300的外径，进而使得植被燃烧试验装置10能够模拟不同树冠形状的植被，提高了植被燃烧试验装置10的实用性。
43.如图1及图2，可选地，第三导电件400包括至少两个导电骨架210，各个导电骨架210绕导电柱110的轴线间隔设置，导电骨架210包括连接端211及自由端212，连接端211与导电柱110转动连接，使得连接端211能够带动自由端212在竖直平面内往复移动。如此，当需要增加第三导电件400的外径时，驱动导电骨架210在竖直平面内移动，使得导电骨架210的自由端212向远离导电柱110的方向移动以增大第三导电件400的外径。同理，当需要减小第三导电件400的外径时，驱动导电骨架210在竖直平面内移动，使得导电骨架210的自由端212向靠近导电柱110的方向移动以减小第三导电件400的外径，进而使得植被燃烧试验装置10能够模拟不同树冠形状的植被，提高了植被燃烧试验装置10的实用性。
44.在其他实施例中，植被燃烧试验装置10也可以通过更换不同外径的第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400，以模拟不同树冠形状的植被。
45.如图1及图2所示，在一个实施例中，第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400中的至少一个还包括导电环220，导电环220套设于导电柱110的外侧壁，各个连接端211均与导电环220对应转动连接。如此，各个导电骨架210能够通过导电环220快速的装配到导电柱110上、或从导电柱110上快速拆卸，提高了植被燃烧试验装置10的便利性。
46.具体到本实施例中，第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400均还包括导电环220，各个导电环220的内径均与导电柱110的外径相适配，各个连接端211均与各个导电环220的外侧壁对应转动连接。
47.如图1及图2，进一步地，第一导电件200、第二导电件300及第三导电件400中的至少一个还包括柔性连接件230，柔性连接件230沿导电柱110的周向方向设置，并与各个导电骨架210均连接。如此，各个柔性连接件230能够与各个导电骨架210配合形成网状结构，使得网状结构能够稳定、可靠的承载木垛块和植被枝叶，提高了植被燃烧试验装置10的可靠性。
48.其中，柔性连接件230可以为铁丝、弹性绳或其他柔性连接结构。柔性连接件230的数量均可以根据实际使用的需要进行灵活调整。具体到本实施例中，柔性连接件230设置为铁丝，柔性连接件230为至少两个，各个柔性连接件230沿导电骨架210的延伸方向间隔设置。
49.如图1及图2所示，可选地，导电骨架210与导电柱110的轴线呈夹角设置，且自由端212位于连接端211的上方。如此，导电骨架210上的木垛块及植被枝叶能够在重力的作用下向靠近导电柱110的一侧聚集，使得木垛块和植被枝叶从导电骨架210的自由端212掉落的风险降低，保证木垛块及植被枝叶能够稳定、可靠的填充在植被燃烧试验装置10上，提高了植被燃烧试验装置10的可靠性。
50.如图1及图2所示，在一个实施例中，用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置10还包括第一支撑件510，第二支撑件520及第三支撑件530。第一支撑件510的两端分别与导电座100及第一导电件200远离导电柱110的一端对应连接。第二支撑件520的两端分别与第一导电件200远离导电柱110的一端及第二导电件300远离导电柱110的一端对应连接。第三支撑件530的两端分别与第二导电件300远离导电柱110的一端连接及第三导电件400远离导电柱110的一端连接。如此，导电座100、导电柱110、第一导电件200、第二导电件300、第三导电
件400、第一支撑件510、第二支撑件520及第三支撑件530能够连接成一个整体，使得植被燃烧试验装置10的连接强度增加，保证植被燃烧试验装置10能够稳定、可靠的承载木垛块和植被枝叶以模拟树冠植被垛，提高了植被燃烧试验装置10的可靠性。
51.如图1及图2所示，可选地，用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置10还包括隔热件600，隔热件600设置于导电座100的底部。如此，隔热件600能够将导电座100与地面800进行间隔，避免高温的导电座100烧坏地面800或点燃地面800上的易燃物，提高了植被燃烧试验装置10的安全性。
52.其中，隔热件600可以为隔热块、隔热环、隔热柱或其他隔热结构。隔热件600的数量能够根据实际使用的需要进行灵活调整。具体到本实施例中，隔热件600设置为隔热块，隔热块的数量为四个，四个隔热块对应设置于板电极的底部的四角。
53.在本技术的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
54.此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
55.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
56.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
57.需要说明的是，若元件被称为“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。若一个元件被认为是“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。如若存在，本技术所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“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。
58.还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差
内，在此不作限定。
59.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
60.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，包括：导电座，所述导电座的顶部设有导电柱；及第一导电件及第二导电件，所述第一导电件与所述第二导电件间隔套设于所述导电柱的外侧壁。2.根据权利要求1所述的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括第三导电件，所述第三导电件套设于所述导电柱的外侧壁，所述第一导电件、所述第二导电件及所述第三导电件均沿远离所述导电座的方向依次间隔设置。3.根据权利要求2所述的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，所述导电柱的外径沿远离所述导电座的方向趋于减小。4.根据权利要求2所述的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，所述第一导电件靠近所述导电柱的一端与所述第二导电件靠近所述导电柱的一端的间距设置为第一间距，所述第二导电件靠近所述导电柱的一端与所述第三导电件靠近所述导电柱的一端的间距设置为第二间距，所述第一间距与所述第二间距相同。5.根据权利要求2所述的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，所述第一导电件、所述第二导电件及所述第三导电件中的至少一个包括至少两个导电骨架，各个所述导电骨架绕所述导电柱的轴线间隔设置，所述导电骨架包括连接端及自由端，所述连接端与所述导电柱转动连接，使得所述连接端能够带动所述自由端在竖直平面内往复移动。6.根据权利要求5所述的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，所述第一导电件、所述第二导电件及所述第三导电件中的至少一个还包括导电环，所述导电环套设于所述导电柱的外侧壁，各个所述连接端均与所述导电环对应转动连接。7.根据权利要求5所述的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，所述第一导电件、所述第二导电件及所述第三导电件中的至少一个还包括柔性连接件，所述柔性连接件沿所述导电柱的周向方向设置，并与各个所述导电骨架均连接。8.根据权利要求5所述的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，所述导电骨架与所述导电柱的轴线呈夹角设置，且所述自由端位于所述连接端的上方。9.根据权利要求2所述的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括第一支撑件，所述第一支撑件的两端分别与所述导电座及所述第一导电件远离所述导电柱的一端对应连接；和/或，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括第二支撑件，所述第二支撑件的两端分别与所述第一导电件远离所述导电柱的一端及所述第二导电件远离所述导电柱的一端对应连接；和/或，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括第三支撑件，所述第三支撑件的两端分别与所述第二导电件远离所述导电柱的一端连接及所述第三导电件远离所述导电柱的一端连接。10.根据权利要求1至8任一项所述的用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，其特征在于，所述用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置还包括隔热件，所述隔热件设置于所述导电座的底部。

技术总结
本发明提供一种用于模拟树冠火的植被燃烧试验装置，包括导电座、第一导电件及第二导电件。其中，导电座的顶部设有导电柱；第一导电件与第二导电件间隔套设于导电柱的外侧壁。本申请中的植被燃烧试验装置能够模拟真实植被的树冠形态，以更好地模拟树冠形态植被的燃烧过程，更准确地模拟树冠火条件下导线间隙击穿过程和放电特性影响，为建立山火条件下架空输电线路风险评估提供更加准确的参考数据。电线路风险评估提供更加准确的参考数据。电线路风险评估提供更加准确的参考数据。


技术研发人员：李文荣 杨跃光 秦浩东 廖玉琴 张怿宁 王敩青 黄俊岚 周佳怡 陈佳乐
受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/5